DE3418992A1

DE3418992A1 - Speed-dependent brake device for a gravity-driven means of transport

Info

Publication number: DE3418992A1
Application number: DE19843418992
Authority: DE
Inventors: Roland 7251 Weissach Bathen; Erwin 7121 Freudental Kraus
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1984-05-22
Publication date: 1986-02-13

Abstract

A gravity-driven means of transport (1) is to have a speed-dependent brake device, which when at a standstill produces no braking effect. The braking effect is to occur only when the means of transport (1) is in motion and is not to be based exclusively on the action of a force produced by friction. This requirement is achieved by means of a brake device in which the kinetic energy present when the means of transport (1) is in motion is converted into acceleration and deceleration energy for a mass (6) oscillating on the means of transport and thereby reduced. The means of propulsion producing the acceleration and deceleration of the mass (6) may be an eccentric (5) arranged on one wheel (2) of the means of transport, which eccentric may, in particular, be designed as a three-lobed shape. <IMAGE>

Description

Geschwindigkeitsabhängige Bremsvorrichtung Speed-dependent braking device

für ein schwerkraftangetriebenes Transportmittel Die Erfindung betrifft eine geschwindigkeitsabhängige Bremsvorrichtung für ein schwerkraftangetriebenes Transportmittel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. for a gravity driven means of transport The invention relates to a speed-dependent braking device for a gravity-driven Means of transport according to the preamble of claim 1.

Als derartige Bremsvorrichtungen sind z. B. Fliehkraftbremsen bekannt. Diese fliehkraftbremsen werden durch eine Abrollbewegung des mit dem ortsfesten Führungsmedium in Verbindung stehenden Kontaktelementes betätigt. Die Wirkung ist dabei derart, daß durch die geschwindigkeitsabhängige Fliehkraft eine oder mehrere Bremsbacken auf eine Gegenfläche drücken, wodurch es aufgrund der dadurch entstehenden Reibung zu einer Abbremsung kommt. Bei dieser Art der Bremsung ist gewährleistet, daß im Stillstand des Transportmittels dieses ungebremst ist, um leicht in Bewegung versetzt zu werden.As such braking devices are, for. B. centrifugal brakes known. These centrifugal brakes are activated by a rolling movement of the stationary Guide medium connected contact element actuated. The effect is in such a way that one or more of the speed-dependent centrifugal force Press the brake shoes on a mating surface, which causes it due to the resulting Friction comes to a slowdown. This type of braking ensures that that when the means of transport is at a standstill this is unbraked to move easily to be moved.

Andererseits hat dieses Bremsprinzip jedoch den Nachteil, daß die allein aufgrund von Reibkräften beruhende Bremswirkung stark von den Reibkoeffizienten der aufeinander einwirkenden Flächen abhängig ist. Dies ist insbesondere in solchen Fällen kritisch, in denen die Reibflächen in verschiedenen Betriebszuständen des Transportmittels unterschiedlichen Umgebungsmedien ausgesetzt sind. So können diese Medien teils reibverstärkend, teils reibmindernd wirken mit der Konsequenz, daß sich jeweils eine unterschiedliche Bremswirkung einstellt.On the other hand, this braking principle has the disadvantage that the The braking effect based solely on frictional forces depends heavily on the coefficient of friction depends on the interacting surfaces. This is especially true in such Critical cases in which the friction surfaces are in different operating states of the Are exposed to different environmental media. So can this Media partly increase friction, partly reduce friction, with the consequence that each a different one Braking effect adjusts.

Diesen Nachteil zu vermeiden und gleichzeitig eine in ihrem Aufbau äußerst einfache sicher funktionierende Bremsvorrichtung für den gattungsgemäßen Gegenstand zu schaffen, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To avoid this disadvantage and at the same time one in its structure extremely simple safely functioning braking device for the generic To create an object is the object of the present invention.

Gelöst wird sie durch eine Ausführung nach den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.It is solved by an execution according to the characteristics of the characteristic Part of claim 1.

Die Bremswirkung bei dieser Lösung ist weitgehend unabhängig von Reibwertschwankungen innerhalb der Bremsvorrichtung.The braking effect in this solution is largely independent of fluctuations in the coefficient of friction inside the braking device.

Denn bei dem erfindungsgemäßen Prinzip geht die Bremswirkung im wesentlichen davon aus, daß die kinetische Energie des Transportmittels z. T. in Beschleunigungs- und Verzögerungsenergie für eine an dem Transportmittel angelenkte oszillierende Masse umgewandelt und dadurch als Fortbewegungsenergie für das Transportmittel vernichtet wird.Because with the principle according to the invention, the braking effect is essentially assume that the kinetic energy of the means of transport z. T. in acceleration and deceleration energy for an oscillating one linked to the means of transport Mass converted and thereby destroyed as locomotion energy for the means of transport will.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Prinzips sind in den Unteransprüchen enthalten.Appropriate refinements of the principle according to the invention are shown in contained in the subclaims.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment described.

Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts aus einem erfindungsgemäßen Transportmittel, Fig. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes in Fig. 1 Fig. 3 einen Ausschnitt der Ansicht nach Fig. 2 mit Angaben der im Betrieb auftretenden Kräfteverteilung Fig. 4 die Bremsvorrichtung in vier verschiedenen hintereinander ablaufenden Stellungen ausgehend von der Stillstandlage.1 shows a perspective illustration of a detail from a means of transport according to the invention, FIG. 2 is a side view of the object 1, FIG. 3 shows a detail of the view according to FIG. 2 with details of the operation occurring distribution of forces 4 shows the braking device in four different positions running one after the other, starting from the standstill position.

Das Transportmittel 1 rollt über Räder 2 auf einer Laufschiene 3. Für eine Bewegung des ausschließlich durch Schwerkraft angetriebenen Transportmittels 1 ist eine Neigung der Laufschiene 3 erforderlich. In Verlängerung der Achse 4 der Räder ist an einem der Räder 2 ein scheibenförmiges Gleichdick 5 angeordnet. Das Gleichdick 5 liegt dabei zwischen den U-Schenkeln eines U-förmigen Pendels 6. Das Pendel 6 ist in einer Achse 7 pendelfähig gelagert. Die Breite des Abstandes zwischen den U-Schenkeln des Pendels wird mit Bezug auf das Gleichdick 5 so gewählt, daß das Gleichdick mit seinem Umfang die U-Schenkel gerade noch nicht berührt, d. h. daß nur ein äußerst geringer Abstand zwischen Gleichdick 5 und U-Schenkeln des Pleuels 6 gegeben ist.The means of transport 1 rolls over wheels 2 on a running rail 3. For a movement of the means of transport, which is driven exclusively by gravity 1 an inclination of the running rail 3 is required. In extension of the axis 4 of the Wheels, a disk-shaped constant thickness 5 is arranged on one of the wheels 2. That The same thickness 5 lies between the U-legs of a U-shaped pendulum 6. The Pendulum 6 is mounted in an axis 7 such that it can pendulum. The width of the space between the U-legs of the pendulum is chosen with reference to the equal thickness 5 so that the circumference of the same thickness does not just touch the U-legs, d. H. that only an extremely small distance between the same thickness 5 and the U-legs of the connecting rod 6 is given.

In Fig. 4 gibt die Position A die Lage der Bremsvorrichtung im Ruhestand wieder. Die Drehrichtung des Gleichdicks 5 gibt der mit w bezeichnete Pfeil an. Während das Gleichdick bei ruhender Lage des Transportmittels noch berührungsfrei zwischen den U-Schenkeln des Pendels 6 liegt und damit ein ungebremstes Anlaufen ermöglicht, schlägt es nach erfolgtem Anlauf mit der Ecke B an das Pendel 6 an. Die dort auf das Gleichdick 5 ausgeübte Reaktionskraft ist mit P m bezeichnet und eingetragen. Die nachfolgenden Stellungen b bis d zeigen das aufeinanderfolgende Anschlagen der Ecken A, B und C des Gleichdicks 5 an die beiden Schenkel des Pendels 6.In Fig. 4, position A indicates the position of the braking device at rest again. The direction of rotation of the constant thickness 5 is indicated by the arrow labeled w. While the Gleichdick is still contact-free when the means of transport is at rest lies between the U-legs of the pendulum 6 and thus an unrestrained start-up made possible, it strikes with the corner B on the pendulum 6 after the run-up has taken place. The reaction force exerted there on the constant thickness 5 is denoted by P m and registered. The following positions b to d show the successive Attach the corners A, B and C of the same thickness 5 to the two legs of the pendulum 6th

Wie durch diesen Bewegungsablauf die aus dem Rad 2 auf das Gleichdick 5 übertragene kinetische Energie durch die oszillierende Bewegung des Pleuels 6 vermindert wird, soll anhand der in Fig. 3 eingetragenen Kräfteverteilung erläutert werden. In Fig. 3- bedeuten a = Winkellage m = Masse w = Winkelgeschwindigkeit A = Reibungskoeffizient in Punkt K b = Beschleunigung b = P = m.b m P r = lP m M = Bremsmoment an der Achse 4 des Rades 2 w a = Hebelarm, an dem die Massenkraft P m angreift m e = Hebelarm, an dem die Reibkraft P r angreift Das Bremsmoment M ermittelt sich nach folgender Gleichung: w M = P a + P r 1 w m Setzt man für P und P die in den vorstehenden Gleichungen m r definierten Werte ein, so gilt für das Bremsmoment folgende Gleichung: M = P m a + P m M = P a + P A 1 W m m Da die Reibwerte ji üblicherweise zwischen 0,1 und 0,2 liegen, ist der aus reiner Reibung herrührende Anteil des Bremsmomentes, d. h. der zweite Summand der vorstehenden Gleichung erheblich kleiner als der aus der Massenkraft sich ableitende Anteil gemäß dem ersten Summanden.How through this sequence of movements that from the wheel 2 to the same thickness 5 kinetic energy transferred by the oscillating movement of the connecting rod 6 is reduced, is to be explained with reference to the force distribution entered in FIG. 3 will. In Fig. 3, a = angular position m = mass w = angular velocity A = Coefficient of friction in point K b = acceleration b = P = m.b m P r = lP m M = Braking torque on the axle 4 of the wheel 2 w a = lever arm on which the inertia force P m acts m e = lever arm on which the frictional force P r acts. The braking torque M is determined is based on the following equation: w M = P a + P r 1 w m If one sets for P and P the in values defined by the above equations m r, then applies to the braking torque following equation: M = P m a + P m M = P a + P A 1 W m m Since the coefficients of friction ji usually lie between 0.1 and 0.2, is the portion of the braking torque resulting from pure friction, d. H. the second summand of the above equation is considerably smaller than that from the portion derived from the inertial force according to the first summand.

Es zeigt sich also ganz deutlich, daß die erfindungsgemäße Bremseinrichtung wesentlich weniger anfällig gegen betriebsbedingte Veränderungen in den Reibwerten der zur Erzielung der Bremswirkung aufeinander gleitenden Flächen der Bremsvorrichtung ist als dies der Fall bei fliehkraftbetätigten Bremsen ist. Betriebsbedingte Reibwertänderungen können z. B. dann auftreten, wenn die Bremsvorrichtungen im Betrieb temporär mit Flüssigkeit in Berührung kommen, denen die Transportmittel ausgesetzt sind und solche Flüssigkeiten zu anderen Betriebszeiten wiederum nicht vorhanden sind. Eine Reibwertbeeinflussung könnte bei Fliehkraftbremsen zwar dadurch vermieden werden, daß die Bremsflächen gegen Flüssigkeitsbenetzung gekapselt sind, dies ist aber für die Pråxis meist zu aufwendig. Im übrigen ist die Wirkung reiner Reibungsbremsen auch sehr stark verschleißabhängig, was bei der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung weit weniger der Fall ist.It can therefore be seen very clearly that the braking device according to the invention much less susceptible to operational changes in the coefficients of friction the for Achieving the braking effect on surfaces sliding on each other of the braking device than is the case with centrifugally actuated brakes. Operational changes in the coefficient of friction can, for. B. occur when the braking devices temporarily come into contact with liquid during operation that the means of transport are exposed and such fluids are not exposed at other operating times available. In the case of centrifugal brakes, this could influence the coefficient of friction prevent the braking surfaces from being encapsulated against liquid wetting, but this is usually too time-consuming for the practice. Otherwise the effect is purer Friction brakes are also very much dependent on wear, which is the case with the inventive Braking device is far less the case.

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Claims

Claims 0Speed-dependent braking device for a gravity-driven means of transport (1) that has at least one on the means of transport (1) movably arranged contact element (2) with a stationary guide medium (3) is connected and when the means of transport (1) is at a standstill no braking effect exercises, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that this one contact element (2) or at least one of several such contact elements (2) the drive means for one articulated to the means of transport (1) during the movement of the means of transport (1) is the oscillating mass (6), where the acceleration required for the oscillation and deceleration energy of the kinetic which determine the speed of movement Energy of the contact element (2) originate.

2. Speed-dependent braking device according to claim 1, characterized g e k e n n n z e i c h n e t that the contact element is on a rail (3) as stationary guide medium unrollable wheel (2), on the axis (4) at least an eccentric (5) as a drive means for the oscillating on the transport means (1) hinged mass (6) is arranged.

3. Speed-dependent braking device according to one of the preceding Claims, characterized in that the oscillating mass is U-shaped in the area of closed U-bend articulated vertically swingable The pendulum (6) is in which the U-legs move the eccentric (5) in its plane of rotation so include that the rotating eccentric (5) that at least once per revolution Pendulum (6) decelerated or accelerated by striking in the swinging movement.

4. Speed-dependent braking device according to one of the preceding Claims, characterized in that several eccentrics form an equal thickness (5) disk are combined.