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Die Beschreibung der Erfindung
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Titel der Erfindung Fluidisch betätigte Bremseinrichtung, insbesondere
für Arbeitszylinder Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung ist überall dort
anwendbar, wo Bewegungsabläufe von Arbeitszylindern an vorher bestimmten Punkten
fixiert und abgebremst werden sollen. Solche Anforderungen werden insbesondere an
moderne Vorrichtungen, Maschinen, Automaten und industrielle Handhabungsgeräte gestellt,
bei denen unter komplizierten Bedingungen, große regulierbare Kräfte in kleinsten
Arbeitshüben analog oder quasianalog in einem beabsichtigten Weg-Zeitverlauf übertragen
werden sollen. Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt daher insbesondere in der
Hochdruckpneumatik im Druckbereich von 0,4 -1,5 MPa.
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Charakteristik der bekannten Lösungen In der Praxis sind eine Reihe
Möglichkeiten zum Abbremsen von sich axial bewegenden Bauelementen bekannt, Die
vielfältigen Lösungen zeigen zum Beispiel einfache mechanische Bremsen, elektro-magnetische
Bremsen und auch pneumatische 8bremsen.
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CjO ist zum Beispiel in der Patentschrift Nr. 67325 ein Bremskraftregler
für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei dem der konstruktive
und herstellungsemäße Aufwand, der Verschleiß und die Störanfälligkeit gering sind.
Gelöst wird dies dadurch, das im Reglergehäuse
ein federbelastetes,
am Umfang mit Aussparungen versehanes und in einem Abstand von dem Stufenkolben
angeordnetes Ventilblättchen vorgesehen ist. Die durch den erfindungsgemässen Aufbau
ermöglichte geringe Masse der beweglichen Regelteile gewährleistet ein fast trägheitsloses
Ansprechen des Reglers, wobei auch die kurzzeitigen dynamischen Radlastverlagerungen
während des Bremsvorganges mit erfaßt und berücksichtigt werden.
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In der Patentschrift Nr. 94025 wird eine elektropneumatische Druckluftbremse
beschrieben, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Bremsventil ein von Druck in
einer Hauptluft- bzw.
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Hauptbehälterleitung spannbaren Federkraftspeicher angeordnet und
daß zwischen diesem Federkraftspeicher und den Steuerkolben eine Anschlagkupplung
eingeordnet ist, welche den Federkraftspeicher in dessen Entspannungsrichtung mit
dem Steuerkolben in dessen Bewegungsrichtung zum öffnen des Einlaßventils kuppelt.
Die Kolbenstange ist axial mit einem zur Atmosphäre führenden Entlüftungslcanal
durchsetzt.
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In der Patentschrift Nr. 110013 ist eine Steuereinrichtung für elektrisch
steuerbare Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge, zur Abgabe der
Druckmittelbremse zuzuführender elektrischer Digital-Steuer-Signale, deren Zeitdauer
die Betätigungsstärke der Druckmittelbremse bestimmt, mit einem willkürlich verstellbaren
Spannungsteiler, gekennzeichnet durch ein die Druck-Zeit-Abläufe der Druckmittelbremse
elektrisch als Spannungs-Zeit-Abläufe nachbildendes, von den Digital-Steuersignalen
bzw diesen entsprechenden elektrischen Steuersignalen betätigtes elektrisches Analogon,
einen elektrischen Spannungskomparator und der am Analogon nachgebildeten Spannung
und Mittel, welche bei Ungleichheit der beiden verglichenen Spannungen die Abgabe
eines in Angleichrichtung auf das Analogon einwirkenden Digital-Steuersignals bewirken.
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In der Patentschrift Nr. 2836243 wird ein Betätigungszylinder mit
Verriegelung offenbart, der das Bremsen dadurch bewirkt, indem ein mechanisches
Einrasten in eine Arretierung erfolgt.
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Eine Endlagenbremsung wird auch in " Pneumatik im Maschinenbau ",
Verlag Technik 1955, Berlin, Verfasser: Schlicker, Seite 44;"97 - 98 beschrieben,
Die Endlagenbremsung ist für einfach- und doppelwirkende Arbeitszylinder vorgesehen
und wirkt in der Weise, daß dadurch die Bremsung über Gummi- oder Plastpuffer oder
über fluidische Bremskolben, Bremsspalte, Bremsdichtungen und entsprechende Kammern
als fluidische Drosseln erfolgt.
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In einer anderen Weise wird die Bremsauslösung bei dem fluidischen
Arbeitszylinder mit separatem hydraulischem Bremszylinder per Anschlag oder mittels
Mitnehmer nach einstellbarem Hub bewirkt.
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Die hier beschriebenen Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie
in ihrem konstruktiven Aufbau teilweise sehr kompliziert sind und daher einen großen
Aufwand erfordern.
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Sie haben ferner den Nachteil, daß die Bremsung vorwiegend durch
das äußerliche Anbringen von Zusatzgeräten erfolgt und daß sie nicht fluidisch steuerbar
sind. In der Automatisierungstechnik kommt es aber darauf an, möglichst kleine Bauelemente
für die Steuerungsabläufe von Automaten, Vorrichtungen und industrielle Handhabungsgeräte
einzusetzen. Dazu kommt noch, daß diese Elemente störungs- und wartungsfrei arbeiten
müssen. Diesen Anforderungen werden die beschriebenen Lösungen nicht in vollem Umfang
gerecht.
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Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bekannten
Mängel zu beseitigen und eine fluidisch betätigte Bremseinrichtung zu schaffen,
die im Bereich der Hochdruckpneumatik eingesetzt werden kann und wo mit konstruktiv
geringem Aufwand die Bremselemente unmittelbar am Arbeitskolben wirken.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Die bekannten Lösungen sind vor
allem so gestaltet, daß sie im Zusammenwirken mit mehreren Einrichtungen als Bremsvorrichtung
wirken. Das bedeutet, daß sie an Maschinen und Vorrichtungen separat konstruktiv
angebracht werden müssen.
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Damit ist die Anwendung bei geringem Konstruktionsraum bei Vorrichtungen,
Maschinen, Automaten und vor allem bei Hndhabungsgeräten für die Automatisierungstechnik
begrenzt.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine fluidisch betätigte Bremseinrichtung
zu schaffen, die auch in kleine Bauelemente der Automatisierungstechnik unmittelbar
am Arbeitakolben eingebaut werden kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
in dem ein fluidisch beaufschlagbares Bremselement als anlegbarer Bremsmodul einerseits
im Inneren eines Zylinders und/oder am Kolben und oder an der Kolbenstange des Zylinders
angeordnet ist und indem das Bremselement andererseits auch außerhalb des Zylinders
angeordnet und mit der Itolbenstange gekoppelt ist, Die Bremseinrichtung kann dabei
als Ring oder Band geschlossen oder halboffen oder als elastischer Schlauch ausgebildet
sein.
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Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: Schematische
Darstellung der vielfältigen Varianten zur Anordnung des Bremselementes als Bremsmodul
Fig. 2: Schematische Darstellung des Bremszungenicorbes Fig. 3: Schematische Anordnung
des elastischen Schlauches als Bremselement mit fluidischer Beaufschlagung vbn außen
oder über die Kolbenstange von innen.
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Fig. 4: Schematische Darstellung der konstruktiven Anordnung eines
Bremselementes mit Anpreßscheibe, Feder und Anschlag Fig. 5: Schematische Anordnung
des Bremselementes au3erhalb des Zylinders an der Kolbenstange Wie in Figur 1 schematisch
dargestellt, kann das Bremselement 1 in verschiedenen Varianten konstruktiv zur
W«iricung gebracht werden.
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Ausgangspunkt ist dabei immer, für welchen Zweck die Bremsung vorgesehen
ist. Das Bremselement 1 kann daher an einem sich lose im Zylinder 4 bewegenden Membranzylinder
13 angeordnet sein und von außen fluidisch beaufschlagt werden.
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Ebenso ist das Anbringen am Kolben 2 als auch an der Kolbenstange
3 möglich. Die durch die Bremsung erfolgte Fixierung kann auch auf eine Leiste 12
übertragen werden. Die fluidisch betätigte Bremseinrichtung kann in verschiedenen
Strukturen, sowie mit einem Bremszungenkorb 5 (Fig.2;3;4) ausgestaltet werden. In
Fig. 4 erfolgt die Betätigung der Bremsbacken 8 zum Beispiel als Bremszungenkorb
5. Durch die Feder 10 über die Anpreßscheibe 7 wird der Schlauch 6 mit Druckluft
beaufschlagt, dadurch erfolgt ein sofortiges Lösen der Bremse.
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Bei Druckabfall im Schlauch 6 wird die Bremse wieder eingeschaltet
(Sicherheitsbremsung). Figur 3 zeigt eine noch einfachere und der Druckluftbeaufschlagung
des Druckschlauches 6 sofort adäquate Bremswirkung.
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Der in Figur 2 dargestellte Bremszungenkorb 5, der als Ring oder Band
geschlossen oder halboffen gestaltet sein kann, ermöglicht bei fluidischer Beaufschlagung
nach Figur 3 die Bremsung, wobei die gute Anlage der Bremszunge und der kurze Reaktionsweg
eine sofortige Bremsung ermöglicht. Dabei wird eventueller Bremsverschleiß von den
verschleiGfesten Bremszungen aufgenommen ebenso wie die Längsstabilität der Zungen
den Bremsschlauch von Bremskräften und Schubspannungen entlastet.