DE3243511A1

DE3243511A1 - Auf gewicht ansprechende verzoegerungseinrichtung

Info

Publication number: DE3243511A1
Application number: DE19823243511
Authority: DE
Inventors: John Henry 48010 Birmingham Mich. Brems
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1983-06-09
Also published as: GB2110790A; FR2517844B1; FR2517844A1; GB2110790B; US4679666A; JPS58109304A; CA1194506A

Description

- 6 Auf Gewicht ansprechende Verzögerungseinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Transfersystera für durch Schwerkraft angetriebene Teile, bei der ein viskoses Strömungsmittel Verwendung findet, um die Geschwindigkeit eines rotierenden Elementes zu steuern.

Bei derartigen Transfersystemen treten Anwendungsfälle auf, die Geschwindigkeitssteuer- oder Verzögerungsoysterne erfordern, bei denen es wünschenswert ist, die Bewegungsgeschwindigkeit konstant zu halten, obwohl die gesteuerte Masse variabel ist.

Ein derartiger Anwendungsfall ist in der US-PS 4 316 des gleichen Anmelders beschrieben. Eine Vorrichtung, die zur Erzeugung einer Verzögerungskraft oder eines Drehmomentes, die bzw. das zu der Bewegungsgeschwindigkeit proportional ist, besonders geeignet ist, macht von einem viskosen Strömungsmittel Gebracuh, das zwischen einem festen Gehäuse und einem beweglichen Rotor auf Scherung beansprucht wird.

Derartige Vorrichtungen weisen normalerweise ein festes Verhältnis zwischen dem Drehmoment und der Geschwindigkeit auf, das nur dadurch geändert werden kann, daß die Viskosität des Strömungsmittels oder die geometrischen Eigenschaften der Vorrichtung geändert werden.

Bei Anwendungsfällen, wie sie beispielsweise in der US-PS 4 316 535 beschrieben sind, bei denen die Belastung durch eine Masse erzeugt wird, die eine geneigte Bahn herunterrollt, ist die Geschwindigkeit etwa proportional zur Masse. Ziel der Erfindung ist es, ein System zu schaffen, bei dem die Verzögerung etwa proportional zu der getragenen Masse ist,so daß die erreichte Geschwindigkeit unabhängig von der Masse etwa konstant ist.

BAD ORIGINAL

•7 - — '·· ■-■ —

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Sämtliche gezeigten und beschriebenen Teile können dabei von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2 einen Querschnitt entlang Linie 2-2 in

Figur 1;

Figur 3 eine Seitenansicht entlang dem Pfeil 3 in Figur 2;

Figur 4 eine schematische Darstellung der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform, wobei die entsprechenden Momente dargestellt sind;
20

Figur 5 eine andere Ausführungsform der in Figur 3 gezeigten Schlitze;

Figur 6 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der ein konischer Rotor Verwendung

findet;

Figur 7 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der ein ausfahrbarer Rotor Verwendung findet;

Figur 8 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der ein schwenkbarer Rotor Verwendung findet;

Figur 9 einen Längsschnitt durah eine Ausführungs-'form, bei der eine ringförmige flexible Membran Verwendung findet;

BAD ORIQäNÄL

It'

Figur 10 einen Querschnitt entlang der Linie 10-10 in Figur 9;

Figur 11 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 in Figur 9;

Figur 12 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der ein abgedichtetes toroidförmiges Rohr zur Verzögerung verwendet wird; und

Figur 13 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsforra, bei der eine zylindrische flexible Membran innerhalb eines Lagerrades angeordnet ist.

Wie man au3 den Figuren 1, 2 und 3 entnehmen kann, weist ein Hänger 2 ein gegabeltes oberes Ende auf. Am unteren Ende des Hängers ist eine Palette oder ein Träger (nicht gezeigt) für Anwendungszwecke aufgehängt, die in der vorstehend erwähnten amerikanischen Patentschrift erläutert sind. Der Hänger 2 ist über einen Gelenkzapfen 4 mit einem Ansatz 6 an einem Gehäuse verbunden. Eine Welle 10 ist über Lager 12 und 14 im Gehäuse 8 angeordnet, wobei diese Lager lose auf der Welle 10 befestigt sind und eine Axialbewegung der Welle in den Lagern ermöglichen. Ein Ende der Welle 10 ist zu einer Scheibe 16 geformt, während am anderen Ende der Welle ein doppelflanschiges Rad 18 befestigt ist, das sich auf einer Laufbahn 20 bewegt. Eine Abdeckung 22 ist am Gehäuse 8 angebracht, so daß eine umschlossene Kammer gebildet wird, die mit einem viskosen Strömungsmittel 24 gefüllt ist.

Die Abdeckung 22 ist am Gehäuse 8 über geeignete Kopfbolzen oder Kopfschrauben (nicht gezeigt) festgeklemmt, wobei ähnliche Verschlußplatten bei den

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folgenden Ausführungsformen in entsprechender Weise montiert sind. Ein axial beweglicher Kolben 26 ist in der Abdeckung 22 angeordnet. Dieser Kolben verläuft im wesentlichen koaocial zur Welle 10 und ist mit dieser über ein Drucklager 28 verbunden. Das andere Ende des Kolbens 26 steht in Kontakt mit einer Feder 30, die durch eine Stellschraube 32 gelagert wird, die in die Abdeckung 22 eingeschraubt ist. Eine Dichtung 34 hält das viskose Strömungsmittel 24 in dem durch das . Gehäuse und die Abdeckung gebildeten Hohlraum. Ein Traglager 36 ist auf der Welle durch Sprengringe 38 in Axialrichtung fixiert, wobei ,der äußere Laufring des Lagers 36 in einem Gehäuse 40 montiert ist, an dem zwei koaxiale Stifte 42 ausgebildet sind (Figur 3)> deren gemeinsame Mittellinie im wesentlichen koplanar zur Achse der Welle 10 verläuft. Die Stifte 42 befinden sich mit vertikalen Schlitzen 44 in Eingriff, die in den gegabelten Armen des Hängers 2 ausgebildet sind.

Bei einem üblichen Anwendungsfall ist die Bahn 20 zur Horizontalen geneigt, und das am Hänger 2 befindliche Gewicht führt dazu, daß das Rad 18 auf der Bahn 20 abwärts rollt. Dies führt zu einer Rotation der Welle 10, wodurch das zwischen der Scheibe und der Abdeckung 22 befindliche Strömungsmittel 24 auf Scherung beansprucht wird. Die Scherbeanspruchung des Strömungsmittels führt zu einem Drehmoment, das zur Geschwindigkeit der Scheibe für eine vorgegebene Scheibenfläche und Strömungsraittelfilmdicke proportional ist. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit befindet sich dieses Drehmoment mit dem Drehmoment im Gleichgewicht, das durch das Gewicht auf die geneigte Bahn ausgeübt wird.

Bei diesem System ist die Dicke des Strömungsmittelfilmes"zwischen der Abdeckung 22 und der Scheibe 16 keine feste Dicke. Wenn man die schematische Darstel-

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lung des Gehäuseansatzes 6, der Welle 10 und des Rades 18 der Figur 4 betrachtet, so bemerkt man, daß durch die aufwärts gerichtete (Reaktions) Kraft der Bahn 20 auf das Rad ein im Uhrzeigersinn gerichtetes Moment um den Stift 4 erzeugt wird, das dem Produkt aus dem von der Schiene getragenen Gesamtgewicht W und dem horizontalen Abstand D. vom Mittelpunkt des Stiftes 4 zum Mittelpunkt des Rades 18 entspricht. Um einen Momentenausgleich zu erreichen, muß dieses Moment einem gegen den Uhrzeigersinn gerichteten Moment entsprechen, das dem Produkt aus einer Kraft P, die auf die rechte Seite der Welle über das Lager 36, das Gehäuse 40 und die Stifte 42 durch die Schlitze 44 durch den Hänger 2 ausgeübt wird, und dem vertikalen Abstand D₂ ^vom Mittelpunkt der Welle 10 zum Mittelpunkt des Stiftes 4 entspricht. Daher ist

F χ D₂ = W χ D₁ . (1)

.

oder

(2)

D₅ x W
25

Diese Kraft F, die über das Drucklager 28 und den Kolben 25 wirkt, neigt dazu, die Feder 30 zusammenzupressen und dadurch die Filmdicke t

-₀ herabzusetzen (Figur 1). Wenn daher das vom Hänger 2 getragene Gewicht erhöht wird, steigt die Kraft, der die Feder 30 entgegenwirkt, an und die Dicke t des viskosen Strömungsmittels nimmt ab, je nach der Federkon stante der Feder 30. Wenn man die Länge der Feder im

.,. nicht zusammengedrückten Zustand mit Lq und deren durch eine Last F zusammengedrückte Länge mit L bezeichnet und die Feder eine Konstante K in Kraft/ Längeneinheiten besitzt, dann gilt:

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α α · β ·

	F =	K	, L =	L)	und
Wenn	t «	*o	L =	^Lo	ist,
	t *	t,		L
dann	ist

" Ί 1 ->;V 32A3511

- 11 -

(3)

F * K (t₀ - t) . (4)

Wenn man die Gleichungen (2) und (4) miteinander kombiniert, erhält man

D.

W - K Ct₀ - t)

· "^

¹ W - (t - t) (5)

*o - τ% ^{w (6)}

Die Gleichung (6) zeigt, daß t linear abnimmt, wenn W größer wird, wenn die Federkonstante K konstant ist.

Das auf der anderen Seite der Scheibe 16 befindliche, auf Scherung beanspruchte Strömungsmittel nimmt in der Dicke ebenfalls zu; dies hat jedoch nur eine sehr geringe Auswirkung.

Das durch die Viskosität bewirkte Verzögerungsmoment T eines Systems, wie es in Figur 1 gezeigt ist, ist bei einem vorgegebenen Scheibendurchmesser und einer vorgegebenen Strömungsmittelviskosität proportional zur Winkelgeschwindigkeit (ύ der Welle 10 und umgekehrt proportional aur Strömungsmitteldicke t. Daher gilt-: 35

• .:·.:.· Ί Ί ·Χ\' 324351!

- 12 -

τ = C₁ χ % (7)

wobei C₁ eine von der Scheibenfläche und der Strömungsmittelviskosität abhängige Konstante ist.

Für einen Anwendungsfall, bei dem das Rad 18 eine Bahn mit einer festen Neigung herabrollt, ist es wünschenswert, daß das Verzögerungsmoment T bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu dem Gewicht W proportional ist.

T = C₂W (8)

Durch Einsetzen der Gleichung (8) in die Gleichung (7) erhält man:

χ CO

C₁
Wxt= / (9)

Aus Gleichung (9) kann man entnehmen, daß es zum Konstanthalten der Winkelgeschwindigkeit fcO für unterschiedliche Werte des Gewichtes W erforderlich ist, daß die Dicke t umgekehrt proportional zum Gewicht W ist; das Verhältnis zwischen t und W wird daher durch eine hyperbolische Kurve bestimmt. Wenn W größer wird, muß t proportional kleiner werden, damit die Winkel- . geschwindigkeit Λ) gleich bleibt.

Aus Gleichung (6) geht hervor, daß t kleiner wird, wenn W größer wird, wobei die Beziehung linear ist. Da eine Gerade eine Hyperbel nur an zwei theoretischen Punkten schneiden kann, kann ein perfekter Zustand der Aufrecht erhaltung einer genauen konstanten Geschwindigkeit nur bei zwei spezifischen Gewichten auftreten. Durch vernünftige Auswahl der anderen Variablen ist es jedoch möglich, eine konstante Geschwindigkeit über einen Gewichtsbereich von etwa 3 oder 4 t 1 zu erhalten.

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ν β α a »

ff * « *> β Ο- »

Bei den vorhergehenden Überlegungen wurde ein konstanter Wert der Federkonstante K vorausgesetzt. Wenn man jedoch die Feder 30 so ausbildet, daß sie in nicht linearer Weise anspricht, indem man beispielsweise eine Feder mit variabler Ganghöhe oder eine spiralförmig gewickelte Feder auswählt, so daß K eine Variable ist, die größer wird, wenn, W erhöht wird, ist es möglieh, eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den Gleichungen (6) und (9) zu erhalten und t wird sich selbst an die verschiedenen Werte von W (aus Gleichung (6)) anpassen, so daß bei Verwendung dieser Kombinationen von W und t in Gleichung (9) die erreichte Winkelgeschwindigkeit£U für einen breiten Bereich von Gewichten W relativ konstant ist.

am

Wenn das Arm 2 hängende Gewicht erhöht wird, nimmt der Spalt t somit derart ab, daß das Verzögerungsmoment im wesentlichen im gleichen Verhältnis ansteigt wie das Gewicht. Wenn dies der Fall ist, steuert das Rad 18 die Ablaufgeschwindigkeit entlang der abwärts verlaufenden Bahn 20 derart, daß über einen breiten Bereich von Belastungen eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit aufrechterhalten wird.

Obwohl die Feder 30 als herkömmlich ausgebildete Schraubenfeder aus Draht dargestellt ist, ist es ebenfalls möglich, eine konische Scheibenfeder oder ein Elastomer, wie beispielsweise Neopren oder Polyurethan, zu verwenden, das so geformt ist, daß es die gewünschten nichtlinsaren Eigenschaften aufweist.

In bezug auf die Darstellung der Figur 4 wurde die Axialkraft F durch die Formel (2)

F = D₁ χ W

BAD ORIGINAL

bestimmt. Dies geschah auf der Basis von vertikalen Schlitzen 44 im Hänger 2, wodurch eine echte einwärts gerichtete Kraft auf die Welle 10 entlang ihrer Achse unter Nichtberücksichtigung eines kleinen Reibungsanteils erzeugt wird. Wenn die Schlitze jedoch geneigt sind, wie durch 46 in Figur 5 gezeigt, ist die Wirkungslinie des Vektors F geneigt, so daß sie sich im wesentlichen senkrecht zu den Wänden der Schlitze 46 erstreckt. Dadurch wird der Hebelarm Dp dieses Vektors geändert. Da das Gesamtmoment konstant sein und dom Produkt WxD- entsprechen muß, wird die erzeugte Kraft F größer, wenn D2 abnimmt,und kleiner, wenn Dg ansteigt. Dies stellt daher ein anderes Verfahren zum Steuern des Spaltes t dar. Wenn' man darüber hinaus die Schlitze 46 gekrümmt und nicht gerade ausbildet, wird es möglich, auch dadurch eine Nichtlinearität in das Kraft-Gewicht-Verhältnis einzuführen, und zwar entweder zusätzlich zu der Nichtlineari· tat der Feder oder anstelle von dieser.

In Figur 6 ist eine zweite .Ausführungsform dargestellt, bei der ein konischer Rotor anstelle einer kreisförmigen Scheibe Verwendung findet. Wiederum wird ein Hänger verwendet, um die nicht gezeigte Palette oder den Träger für ein Werkstück zu lagern. Der Hänger 2 ist schwenkbar an einem Ansatz 50 angebracht, der Teil einer Nabe 52 ist. Eine Welle 54 ist innerhalb der Nabe 52 über Lager 56 angeordnet. An ihrem linken Ende trägt die Welle ein Rad 18, das wie in Figur 1 auf einer geneigten Bahn 20 rollt. Am anderen Ende der Welle 54 ist ein konischer Rotor 58 angeordnet. Ein Gehäuse 60 ist konzentrisch zur Welle 54 und zum Rotor 58 an der Nabe 52 montiert. Dieses Gehäuse 60 weist eine zylindrische Außenhülle und eine konische Innenhülle 62 auf, die den gleichen Kegelwinkel wie der Rotor 56 besitzt.

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• * a ·· «β β*

# « * · ■ O α ο#

βαβ··· β * α ·

β * · β * ft

• β · *

* α «α»

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Zwischen diesen beiden Hüllen ist ein Ringraum mit dreieckigem Querschnitt vorgesehen. Eine Reihe von kleinen löchern 64 ist in der konischen Hülle 62 ausgebildet und dient zur Umwälzung von Strömungsmittel, wie nachfolgend erläutert wird. Eine Abdeckung 66 dichtet das Ende des Gehäuses ab, so daß ein Hohlraum zwischen der Nabe· 52, dem Gehäuse 60 und der Abdeckung 66 gebildet wird, der nahezu vollständig, jedoch nicht völlig,mit einem viskosen Strömungsmittel 68 gefüllt ist. Eine Dichtung 70 zwischen der Nabe 52 und der Welle 54 dient dazu, das Strömungsmittel 68 in dem Hohlraum zu halten.

Ein Traglager 36 ist wiederum über Sprengringe 38 an der Welle 54 gesichert, und die Welle 54 kann sich ebenfalls in den Lagern 56 in Axialrichtung frei bewegen. Das lager 36 ist in einem Gehäuse 72 aufgenommen, das mit Stiften versehen ist, die in Schlitzen des Hängers 2 angeordnet sind, wie in Figur 1 gezeigt. Ein Federsitz 74 i^st an der Nabe 52 montiert, und eine Druckfeder 76 wirkt zwischen diesem Sitz 74 und dem Lagergehäuse 72.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform entspricht im wesentlichen der Ausführungsform der Figur 1, mit der Ausnahme, daß die Reaktionsfeder für die axiale Wellenbelastung außerhalb und nicht innerhalb angeordnet ist und daß das auf Scherung beanspruchte Strömungsmittel zwischen dem konischen Rotor 58 und der konischen Hülle 62 vorhanden ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine größere Axialbewegung der Welle für eine vorgegebene Änderung der Dicke des auf Scherung beanspruchten Strömungsmittele, und der Einsatz einer äußeren größeren Feder sorgt für eine größere Flexibilitat in bezug auf die Ausbildung der Feder. Wenn das von dem Hänger 2 getragene Gewicht erhöht wird, bewegt sich der Rotor 58 nach rechts gegen die Feder 76, wie dies

BAD ORfGfNAL

in Verbindung mit der ersten Ausführungsform erläutert worden ist. Durch die in der Hülle 62 vorgesehenen Löcher 64 kann das Strömungsmittel seine Dicke viel schneller ändern als bei HichtVorhandensein der Löcher, und durch die Dickenabnahme des auf Scherung beanspruchten Strömungsmittels steigt das Verzögerungsmoment an. Wenn man Berechnungen wie bei der ersten Ausführungsform anstellt, so steigt das Verzögerungsmoment etwa proportional zu dem getragenen Gewicht an, wodurch die Abrollgeschwindigkeit über einen nutzbaren Bereich von Gewichtssohwankungen im wesentlichen konstant bleibt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine sich in Axialrichtung bewegende Welle zur Änderung des Verzögerungsmomentes Verwendung findet, ist in Figur 7 dargestellt. Dabei sind der Hänger 2, das ' Rad 18, die geneigte Bahn 20, das Lager 36, die Sprengringe 38, das Lagergehäuse 40, die Stifte 42 und die Schlitze 44 im Hänger 2 im wesentlichen mit den entsprechenden Elementen der Figuren 1 bis 3 identisch. Wie man Figur 7 entnehmen kann, ist die Welle 80 wiederum durch Lager 82 in der Nabe 84 so montiert, daß sie sich in Axialrichtung frei bewegen, kann. Ein Gehäuse 86 ist konzentrisch zur Welle 80 an der Nabe 84 montiert.

Eine mit einem Flansch versehene Stummelwelle 88 ist über ein Lager 90 im Gehäuse gelagert. Ein Zylinder 92 aus elastomerem Material, wie beispielsweise Neopren oder Polyurethan, ist zwischen der mit dem Flansch versehenen Stummelwelle 88 und einem auf der Welle 80 montierten Flansch 94 schwenkbar gelagert und festgeklemmt. Der Hohlraum innerhalb des Gehäuses 86 und der Nabe 84 ist mit einem viskosen Strömungsmittel 96 gefüllt. Dieses Strömungsmittel, das zwischen dem Außendurchmesser des Zylinders 92 und dem Innendurchmesser des Gehäuses 86 wirkt, wird

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«**·» B ■ β β

- 17 -

während der Rotation der Welle 80 auf Scherung beansprucht, wodurch ein Verzögerungemoment erzeugt wird.

Wie bei den vorstechend beschriebenen Ausführungsformen erzeugt das von dem* System getragene Gewicht eine im wesentlichen proportionale Axialkraft, die nach rechts auf die Welle 80 einwirkt. Wie man Figur 7 entnehmen kann, wirkt diese**Axialkraft der Zylinder 92 aus elastomerem Material entgegen. Wenn die Kraft ansteigt, nimmt die Länge des Zylinders 92 ab, und sein Durchmesser nimmt zu. Der Zylinder zeigt ein nicht-lineares Ansprechverhalten auf die Axialkraft und wird bei ansteigender Kraft steifer, was genau dem gewünschten nicht-linearen Ansprechverhalten entspricht. Wenn der Durchmesser des Zylinders 92 durch die von der Welle 80 ausgeübte erhöhte Axialkraft ansteigt, nimmt die Dicke des auf Scherung beanspruchten Strömungsmittels zwischen dem Außendurchmesser des Zylinders und dem festen Innendurchmesser des Gehäuses ab, so daß für eine vorgegebene Geschwindigkeit ein größeres Verzögerungsmoment erzeugt wird. Bei geeigneter Auswahl der Variablen kann eine ausgezeichnete Annäherung erzielt werden, so daß das Verzögerungsmoment zu dem getragenen Gewicht proportional ist.

Eine Ausführungsform, mit der man die gleichen Ziele durch eine unterschiedliche Anordnung erreicht, ist in Figur 8 gezeigt. Hierbei ist wiederum ein Hänger 100 an einem Gehäuse 102 befestigt. Eine geteilte vordere Abdeckung 104, 106 ist über einen Klemmring 108 mit geeigneten Kopfbolzen oder Schrauben, die nicht gezeigt sind, im Gehäuse 102 festgeklemmt. Diese geteilte vordere Abdeckung 104, 106 ist mit einem kugelförmigen Sitz in ihrer Mitte versehen, in dem ein kugelförmiger Lage-rhalter 110 angeordnet ist. Eine Welle 112 ist im Halter 110 über

SAD ORIGINAL

• * β

- 18 -

Lager 114 angeordnet. Ein mit Planschen versehenes Rad (nicht gezeigt), wie beispielsweise das in Fig. 1 dargestellte Rad 18, ist am linken Ende der Welle 112 montiert. Innerhalb des Gehäuses 102 ist ein konischer Rotor 116 auf der Welle 112 angebracht, während die Welle an ihrem äußeren Ende durch ein Lager 118 gelagert wird, das durch ein elastisches Kissen 120 aus elastomerem Material gestützt wird, welches im Gehäuse 102 montiert ist. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist der im Gehäuse 102 befindliche Hohlraum mit einem viskosen Strömungsmittel 122 gefüllt, und dieses Strömungsmittel wird durch eine Wellendichtung 124 im Hohlraum zurückgehalten.·

Das Rad und die zugehörige Bahn üben im Uhrzeigersinn in Figur 6 ein Moment auf die Welle 112 aus. Dieses im Uhrzeigersinn gerichtete Moment erzeugt eine Bewegung des kugelförmigen Lagerhalters 110 in dem kugelförmigen Sitz der vorderen Abdeckungen 104» 106, wobei das Moment von dem Lager 118 und dem elastischen Kissen 120 aufgenommen werden. Wenn das am Hänger 100 angreifende Gewicht erhöht wird, steigen dieses Moment und die auf das elastische Kissen 120 einwirkende Last an, so daß eine größere Verformung des Kissens bewirkt wird. l>adurch wird die untere konische Fläche des Rotors 116 näher zum Innendurchmesser des Gehäuses 102 herangeführt, was zu einer Abnahme des dazwischen befindlichen Strömungsmittelfilmes und zu einer Vergrößerung des Verzögerungsmomentes des Systems führt.

Die Verformungseigenschaften des Kissens 120 sind nicht linear, so daß das Kissen mit zunehmender Verformung steifer wird. Es ist daher möglich, den Anstieg des Verzögerungsmomentes an den Anstieg des vom Hänger 100 getragenen Gewichtes anzupassen.

BAD ORIGINAL

In den Figuren 9» 10 und 11 ist eine weitere Ausführungsform zur Erzielung des gleichen Resultates durch eine Technik mit unterschiedlichen Einzelheiten dargestellt. Ein Hänger 130 ist über zwei Lager'132 schwenkbar an zwei Stiften 134 aufgehängt, die sich von einem Lagergehäuse 136 aus erstrecken. • Eine Welle 138 ist im Gehäuse 136 durch Lager 140. gelagert, die durch Sprengringe 142 axial fixiert sind. An einem Ende der Welle 136 ist ein Rad 144 montiert. Dieses Rad läuft auf einer geneigten Bahn. Ein Verzögerergehäuse ΐ46 ist durch Lager 148, die in Axialrichtung auf der Welle 136 frei gleiten können,· auf dieser gelagert. Zwei Nockenfolgerollen 150 sind in den Seiten des Verzögerergehäusea 146 auf einer gemeinsamen Achse montiert und stehen mit geneigten Schlitzen 152 im Hänger 130 in Eingriff. Das Verzögerergehäuse 146 ist zu einem Flansch 154 geformt, in dem ein ringförmiger Hohlraum angeordnet ist. Dieser Hohlraum wird durch eine flexible Membran 156 aus elastomerem Material, die durch Klemmringe 158 und 160 fixiert ist, abgedichtet. Der im Flansch 154 befindliche Hohlraum ist mit einem viskosen Strömungsmittel 162 gefüllt.

Das äußere Ende der Welle 138 ist um einen geringen Winkel gebogen, und eine Druckplatte 164 ist auf diesem abgebogenen Abschnitt der Welle 138 durch Lager 166, die durch einen Halter 168 fixiert werden, gelagert. Eine Seite der Druckplatte 164 ist zu einer ringförmigen konischen Fläche geformt, die mit der flexiblen Membran 156 in Kontakt steht und diese sowie das dahinter befindliche Strömungsmittel 162 verformt.

Wenn das Rad 144 rotiert, rotiert die Welle 138 zusammen mit diesem. Der abgewinkelte Abschnitt der Welle taumeltj und die darauf gelagerte Druckplatte 164 führt eine

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- 20"'-

Taumelbewegung aus, wobei die Kontaktfläche zwischen der Druckplatte und der Membran auf einer ringförmigen Bahn rotiert. Der durchgebogene Abschnitt der Membran folgt dieser ringförmigen Bahn, wie dies auch mit dem hinter der LIembran befindlichen Strömungsmittel 162 der Fall ist. Die zunehmende Verformung des Strömungsmittels durch die Membran wird durch eine innere Scherbeanspruchung im Strömungsmittel ermöglicht, die ein auf die Welle 136 einwirkendes Verzögerungsmoment erzeugt. Dieses Verzögerungsmoment ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit der Welle und ferner proportional zur Tiefe der Verformung des Strömungsmittels. Diese Verformungstiefe ist abhängig vom Gewicht, das der Hänger trägt.

Dem von dem Hänger getragenen Gewicht wirkt eine gleich große,von der Bahn auf das Rad gerichtete Aufwärtskraft entgegen. Dadurch wird ein im Uhrzeigersinn auf die Welle und das Lagergehäuse 136 um die Stifte' 134 einwirkendes Moment erzeugt. Diesem Moment wirken die Rollen 150 in den Schlitzen 152 entgegen. Je größer das Moment ist, desto mehr Rollen werden in den Schlitzen nach unten gedrückt. Durch diese Abwärtsbewegung wird das Verzögerergehäuse nach rechts gegen die Druckplatte bewegt, wodurch die Membran stärker durchgedrückt und eine größere Verformung des dahinter befindlichen Strömungsmittels bewirkt wird. Die Membran wird zu dem elastischen Element im System, und ihre von der Kraft abhängige Verformung ist nicht linear, da sie mit zunehmender'Verformung steifer wird.

Da die Tiefe der Verformung des Strömungsmittels mit zunehmenden Gewicht, das der Hänger trägt, größer wird, steigt wiederum das Verzögerungsmoment mit zunehmenden Gewicht an, so daß man sich dem gewünschte» Zustand annähert.

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• A Φ » Λ Ä ft

- 21 - ,

Eine andere Ausführungsf'orm eines auf Gewicht ansprechenden Verzögerers, bei dem das die Verzögerung bewirkende -Strömungsmittel in einer abgedichteten Membran gehalten wird, ist in Figur 12 gezeigt. Auch dort trägt ein Hänger 170 eine Palette oder einen vergleichbaren Lastträger, der nicht gezeigt ist. Ein Lagergehäuse 172 ist schwenkbar über einen Zapfen 174 am Hänger 170 befestigt. Eine Welle 176 ist im Gehäuse 172 durch Lager 17& gelagert. Die Welle trägt ein Rad 180, das auf einer geneigten Bahn (nicht gezeigt) läuft. Das Rad 1&0 weist eine Ausnehmung auf, in deren Inneres ein toroidformiges Rohr 182 aus elastomerem Material eingesetzt ist, das ■ mit einem viskosen Strömungsmittel 1b4 gefüllt ist.

Eine Lastrolle 186 ist über Lager 190 auf einer Welle 188 gelagert. Diese Welle 1b8 ist im oberen Ende des Hängers 170 montiert. Die Lastrolle 186 ist so angeordnet, daß sie mit dem Rohr 182 in Kontakt steht, dieses zusammendrückt und das darin befindliche Strömungsmittel'184 verformt.

Wenn die Einheit eine geneigte Bahn herunterrollt und das Rad 180 gedreht wird, nimmt der Bereich der Strömungsmittelverformung entlang dem Rohr 1b2 zu.

Da dies durch eine Scherbeanspruchung innerhalb des Ströraungsmittels erreicht wird, wird ein Verzögerungsmoment erzeugt, das zu der Geschwindigkeit proportional ist. Die Größe der Verformung ist von dem Gewicht abhängig, das von dem Hänger 170 getragen und über die Lastrolle 186 auf das Rad 1&0 übertragen wird. Polglich ist das Verzögerungsmoment etwa proportional zu diesem Gewicht.

Figur 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das die Verzögerung bewirkende Strömungsmittel innerhalb des Lagerrades angeordnet ist. Ein Hänger 194 lagert einen Träger wie vorstehend beschrieben. Eine ringförmige Lastrolle 196 ist' im oberen Ende des

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- 22' - ^f

Hangers durch ein Vierpunkt-Kontaktlager 196 gelagert, das in der Lage ist, die erforderlichen Lasten aufzunehmen. Ein Rad 200 läuft auf einer geneigten Bahn wie vorstehend ,beschrieben. Dieses Rad wird von einer Flanschwelle 202 getragen, die durch Lager 206 in einem Lagergehäuse 204 gehalten wird. Das Gehäuse 204 wird von einer vertikalen Stange 206 getragen, die mit dem Hänger 194 über ein Parallelogrammgestänge ,210, 212 gelenkig verbunden ist. Eine Zugfeder 214 ist zwischen der Stange 208 und einem Arm 216 am Hänger 194 angeordnet.

Im Rad 200 ist eine ringförmige Ausnehmung vorgesehen. Diese Ausnehmung ist mit einer zylindrischen flexiblen Membran 21 δ abgedichtet, die durch Klemmringe 220 und 222 fixiert ist, welche aufgeweitet oder durch einen Umfangskeil verkeilt sind. Der auf diese Weise gebildete abgedichtete Hohlraum ist mit einem viskosen Strömungsmittel 224 gefüllt.

Das von dem Hänger 194 getragene und durch das Rad 200 abgestützte Gewicht wird im Inneren durch die Zugfeder 214 und die Membran 218 getragen. Wenn daher das Gewicht ansteigt, wird die Membran stärker durch-

gebogen und das darunter befindliche Strömungsmittel 224 stärker verfornri.

Durch die Rotation des Rades beim Abrollen auf der geneigten Bahn wird eine zunehmende Verformung des Strömungsmittels 224 bewirkt, die durch einen inneren Schervorgang erreicht wird, der ein zu der Geschwindigkeit proportionales Verzögerungsmoment erzeugt. Da die Größe der Strömungsmittelverformung mit zunehmendem Gewicht ansteigt, ist dieses Verzögerungs moment etwa proportional zu dem Gewicht.

BAD ORIGINAL --*-

-23-Leerseite

Claims

324351 HAUCK, SCHMITZ, ORAALFS, WBHNBRT, DÖRING HAMBURG MÜNCIIBN DÜHSHLDOlilF M-5847 Münden, den 22. November 1982 Patentansprüche

1. System, bei dem ein Träger oder eine Palette für ein zu tragendes Gewicht durch Schwerkraft eine geneigte Bahn herabbewegt wird, wobei die Geschwindigkeit durch eine Kotationsvorrichtun,?; zur Steuerung der Winkelgeschwindigkeit verzögert wird und wobei das Verzögerun^smoment im wes.ont-liehen zu der Winkelgeschwindigkeit proportional ist, und bei dem die Scherbeanspruchung eines viskosen Strömungsmittels zur Erzeugung des Verzögerungsmomentes nutzbar gemacht wird, gekennzeichnet durch auf Gewicht ansprechende Einrichtungen zur Erhöhung des Verzögerungsmomentes in Abhängigkeit von der Zunahme eines von dem Träger getragenen Gewichtes, wobei diese Einrichtungen umfassen:

(a) eine erste drehmomenterzeugende Einrichtung;

(b) eine zweite drehmomenterzeugende Einrichtung, die relativ zu der ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung rotiert und mit variabler Entfernung zu dieser angeordnet ist;

(c) ein viskoses Strömungsmittel, das zwischen

der ersten und zweiten drehmomenterzeugenden Einrichtung angeordnet ist;

(d) eine elastische Einrichtung, die zwischen der ersten und zweiten drehmomenterzeugenden

Einrichtung wirkt und derart unter Vorspannung steht, daß sie beide Einrichtungen voneinander trennt; und

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(e) Verbindungseinrichtungen, die zwischen der ersten und zweiten drehmomenterzeugenden Einrichtung wirken und auf das getragene Gewicht ansprechen, um die Nähe zwischen den drehmomenterzeugenden Einrichtungen in Ansprache auf ein erhöhtes Gewicht zu erhöhen, so daß eine relative Rotationsbewegung zwischen den drehmomenterzeugenden Einrichtungen eine innere Scherbeanspruchung des vis— kosen Strömungamittels und dadurch ein Verzögerungsmoment erzeugt, das im wesentlichen proportional zu der Winkelgeschwindigkeit der relativen Rotationsbewegung ist, und die innere Scherbeanspruchung des viskosen Strömungsmittels durch eine Zunahme der Nähe der drehmomenterzeugenden Einrichtungen in Ansprache auf eine Zunahme des getragenen Gewichtes erhöht wird, um eine Zunahme des Verzögerungsmomentes in Abhängigkeit von einer Zunähme des getragenen Gewichtes zu erzeugen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste drehmomenterzeugende Einrichtung einen Hohlzylinder (8) umfaßt, der eine Menge des viskosen Strömungsmittels (24) enthält, und daß die zweite drehrnomenterzeugende Einrichtung ein Element (16) aufweist, das in dem Zylinder (0) montiert ist und eine !''lache umfaßt, die in einer Ebene normal zur Zylinderachse liegt, wobei die zweite drehrnoment erzeugende Einrichtung derart beweglich montiert ist, daß sie sich in Ansprache auf eine Zunahme des getragenen Gewichtes in Richtung auf ein Ende des Zylinders (8) entlang der Achse desselben bewegen kann.

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3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste drehmomenterzeugende Einrichtung ein eine Ausnehmung bildendes Element aufweist, dessen Wände (64) durch eine Linie gebildet werden, die sich um eine feste Achse unter einorn vorgegebenen Winkel zu dieser Achse dreht, und daß die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung ein Element (58) innerhalb der Ausnehmung aufweist, das eine Außenwand besitzt, die von einer Linie gebildet wird, die sich um eine Achse unter einem ■ vorgegebenen Winkel dreht, wobei die Außenwand im wesentlich parallel zu den Wänden (64) der Ausnehmung angeordnet und in Ansprache auf eine Zunahme des getragenen Gewichtes in Richtung auf die Wände der Ausnehmung bewegbar ist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste drehmomenterzeugende Einrichtung einen Hohlzylinder (102) mit einer ersten Achse umfaßt, der eine Menge des viskosen Strömungsmittels (122) enthält, und daß die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung einen Kegelstumpf (116) aufweist, der auf einer zweiten Achse montiert ist, die winklig zu der ersten Achse verläuft, und daß Einrichtungen (100) vorgesehen sind, mittels denen das zweite drehmomenterzeugende Element so montiert ist, daß es relativ zu der ersten Achse verschwenkt werden kann, wodurch sich die Wand des Kegelstumpfes (116) in Ansprache an eine Zunahme des getragenen Gewichtes mehr an die Innenwand des Hohlzylinders (102) heranbewegen kann.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hingkammer zur Aufnahme einer Menge des viskosen Strömungsmittels durch die erste drehmomenterzeugende Einrichtung gelagert wird und eine

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flexible freiliegende Wand aufweist und daß die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung eine mit der flexiblen Wand in Kontakt stehende Fläche und Montageeinrichtungen umfaßt, damit sich die Fläche um die Ringkammer herum bewegen und dabei in einem Ausmaß zusammengedrückt werden kann, das von der Masse des getragenen Gewichtes abhängt.

6. System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste drehmomenterzeugende Einrichtung eine Scheibe (154) aufweist, die auf einer ersten Achse montiert ist und eine ringförmige Ausnehmung (162) auf einer Seite aufweist, die durch eine flexible Membran (156) verschlossen ist, welche eine Menge des viskosen Strömungsmittels umschließt, und daß die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung eine Scheibe (164) aufweist, die auf einer Achse montiert ist, die unter einem Winkel zu der ersten Achse verläuft, und einen Abschnitt aufweist, der mit der Membran (156) in Kontakt bringbar und derart drehbar ist, daß er um die Membran taumelt und dabei einen Druck auf diese ausübt, dessen Ausmaß von der Masse des getragenen Gewichtes abhängt.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ■ daß die erste drehmomenterzeugende Einrichtung eine Ausnehmung aufweist, die eine zylindrische Wand besitzt, daß ein geschlossenes toroidförmiges Rohr (182) gegen die Wand stößt und eine Menge des viskosen Strömungsmittels (184) begrenzt und daß die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung eine Rolle (186) umfaßt,' die auf einer Fläche des toroidförmigen Rohr (182) 'abrollen kann, wobei die Rolle (186) derart gelagert i,st, daß sie das Rohr in einem Umfang zusammendrückt, der von der Masse des getragenen Gewichtes abhängig ist.

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8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste drehmomenterzeugende Einrichtung auf einer ersten Achse eine innere 'ringförmige Ausnehmung aufweist, die durch einen kreisförmigen flexiblen Materialstreifen (218) geschlossen ist, der eine Menge des viskosen Strö-.mungsmittels (224) umgibt, und daß die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung ein Rollenelement (196) aufweist, das exzentrisch zu der ersten Achse gelagert ist, und Einrichtungen (19b) zur Lagerung des Rollenelernentes auf einer Schwenkachse, so daß das Rollenelement in einem Ausmaß in Druckkontakt mit dem Materialstreifen (218) bewegbar ist, das von der Masse des getragenen Gewichtes abhängig ist.

9· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bahnrolle und die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung miteinander verbunden sind, so daß sie zusammen rotieren, wenn die Rolle auf einer Bahn läuft, daß dio zwoite drohinomonter/.ou^onde Einrichtung auf einer Welle montiert ist, daß ein Gewichtslagerarm schwenkbar an der ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung gelagert ist und daß Einrichtungen den Lagerarm und die Welle derart miteinander verbinden, daß bei einer Schwenkbewegung des Armes in Abhängigkeit von einem getragenen Gewicht eine axiale Verschiebung der Welle und damit eine Bewegung der zweiten drehmomenterzeugenden Einrichtung in Richtung auf die erste drehmomenterzeugende Einrichtung bewirkt und somit die Nähe der beiden drehmomenterzeugenden Einrichtungen vergrößert wird.

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