DE3916703A1 - Mechanischer puffer mit geschwindigkeitsabhaengiger bremswirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Puffer, bei dem ein Puffer mit einem linear in einem Puffergehäuse ver­ schiebbaren ersten Bauteil verbunden ist, welches mit einem zweiten Bauteil derart zusammenarbeitet, daß dieses bei linearer Bewegung des ersten Bauteiles eine rotierende Be­ wegung ausführt, wobei das zweite Bauteil radial nach außen bewegliche Massenelemente aufweist, welche eine Verbindung zu einem Teil herstellen das gegen das Puffergehäuse eine Brems­ wirkung ausübt.

Durch die DE-OS 28 26 872 ist es bekannt, für einen Reibungsstoß­ dämpfer eine Spindel mit einer Spindelmutter vorzugsehen, wobei die Spindelmutter Massenelemente aufweist, welche sich unter einer Fliehkraft nach außen bewegen können, wo sie gegen ein feststehendes Puffergehäuse gepreßt werden und dort ein Bremsmoment erzeugen. Wenn die Spindel linear bewegt wird führt die Spindelmutter eine rotierende Bewegung aus, wodurch die Massenelemente unter dem Einfluß der Fliehkraft gegen das Puffergehäuse gepreßt werden, wo sie das Reibmoment erzeugen, welches der Verschiebebewegung der Spindel einen geschwindig­ keitsabhängigen Widerstand entgegensetzt. Ein Nachteil dieser Einrichtung ist darin zu sehen, daß die Massenelemente durch Reibarbeit einem Verschleiß unterliegen.

Aus der DE-OS 28 01 659 ist eine Sicherheitsbremse bekannt, bei der durch Rotation Massenelemente unter Fliehkrafteinfluß nach außen gedrückt werden, um dort in einen mit Nuten versehenen Ring einzurasten, welcher durch Federkraft abbremsbar ist. Eine solche Bremse ist nur zum Abbremsen rotierender Be­ wegungen brauchbar.

Ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Puffer zu schaffen, dessen geschwindigkeitsabhängige Bremswirkung erst bei Überschreitung einer vorgegebenen Geschwindigkeit wirksam wird, der verschleißfrei ist und dessen Bremscharakteristik in weiten Grenzen variierbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das erste Bauteil eine aus Puffer, Zahnstange und Führungs­ element mit Rückholfeder bestehende Einheit bildet, daß die Zahnstange mit einem ersten Ritzel kämmt, welches mit dem zweiten Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das zweite Bauteil aus einem inneren und einem äußeren Ring gebildet wird, welche konzentrisch zueinander angeordnet und gegeneinander frei drehbar sind, daß beide Ringe radial nach außen verlaufende Nuten aufweisen, in denen die Massenelemente beweglich geführt sind, wobei sie durch Rückholfedern an den inneren Ring gebunden sind, und daß der äußere Ring über eine Bremseinrichtung gegen das Puffergehäuse abgestützt ist.

Durch die Mitnahme des äußeren Ringes mittels der durch Rückholfedern an den inneren Ring gefesselten Massenelemente bei Überschreitung einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit wird eine Bremseinrichtung betätigt, die dem gewünschten Bremsver­ lauf angepaßt werden kann und die ohne Verschleiß arbeitet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Bremseinrichtung aus einer zu einer Drehachse des zweiten Bauteils konzentrischen spiralförmigen Torsions­ feder gebildet wird, welche einerseits mit dem äußeren Ring und andererseits mit dem Puffergehäuse fest verbunden ist.

Die mit dem äußeren Ring verbundene Torsionsfeder nimmt beim Abbremsen kinetische Energie verschleißfrei auf und hat eine langsam ansteigende Federkennlinie, wodurch sich ein schonen­ der Abbremsvorgang einstellt. Durch Veränderung der Federcha­ rakteristik kann die Bremsverzögerung von Fall zu Fall äußeren Randbedingungen angepaßt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Bremseinrichtung aus einem Hydraulik­ kolben gebildet wird, daß dieser Hydraulikkolben über eine zweite Zahnstange mit einem zweiten Ritzel verbunden ist, und daß dieses Ritzel drehfest mit dem äußeren Ring des zweiten Bauteils verbunden ist.

Durch einen Hydraulikkolben kann eine nahezu verschleißfreie Abbremsung erzielt werden. Durch einstellbare Drosselventile am Hydraulikzylinder kann die Bremscharakteristik in weiten Grenzen gesteuert werden.

Ein Ausführungsbeispiel ist anhand von Zeichnungen darge­ stellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt I-I durch ein Puffergehäuse,

Fig. 2 einen Schnitt II-II durch ein Puffergehäuse,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Puffergehäuse mit einem Hydraulikkolben als Bremseinrichtung.

Ein Puffer 1 ist nach Fig. 1 längsverschiebbar in einem Pufferge­ häuse 2 gelagert. Der Puffer 1 ist über eine Zahnstange 3 in einem Führungselement 4 axial verschiebbar gelagert, wobei das Führungselement 4 von einer gegen die Zahnstange 3 einerseits und ge­ gen das Puffergehäuse 2 andererseits abgestützten Rückholfeder 5 umgeben ist. Die Zahnstange 3 kämmt mit einem Ritzel 6, welches auf einer Drehachse 7 im Puffergehäuse 2 drehbar gelagert ist. Das Ritzel 6 ist drehfest mit einem inneren Ring 8 verbunden, der wiederum konzentrisch und berührungsfrei von einem äußeren Ring 9 umgeben ist.

Die beiden Ringe 8 und 9 weisen radial verlaufende Nuten 10 und 11 auf, in denen Massenelemente 12 in radialer Richtung beweglich geführt sind, wobei sie durch Rückholfedern 13 an den inneren Ring 8 gefesselt sind. Der äußere Ring 9 ist an eine Bremseinrichtung angeschlossen, die als spiralförmige Torsionsfeder 14 ausgebildet sein kann (Fig. 2). Diese wird zur Aufnahme der Reaktionskraft über einen Bolzen 15 an das Puffergehäuse 2 angeschlossen.

Die Einrichtung funktioniert nun so, daß der Puffer 1 bis zu einer vorbestimmten Geschwindigkeit nur durch die Rückholfeder 5 abgebremst und in die Ausgangslage zurückgefahren wird.

Insbesondere bei Regalförderzeugen ist es zweckmäßig, daß der Puffer 1 betriebsmäßig bei geringer Geschwindigkeit ohne nennens­ werten Widerstand eingefahren werden kann und die Pufferwirkung nur dann eintritt, wenn das Fahrzeug unkontrolliert und damit mit zu hoher Geschwindigkeit auf den Puffer auftrifft. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die lineare Bewe­ gung der Zahnstange 3 durch das Ritzel 6 in eine Rotations­ bewegung umgewandelt wird. Durch die Mitnahme der Massenelemente 12 in den Nuten 10 des inneren Ringes 8 wird auf diese eine Zentrifugalkraft ausgeübt, so daß sie nach außen geschleudert werden und über die Nuten 11 durch formschlüssige Verbindung eine Mitnahme des äußeren Ringes 9 bewerkstelligen.

Dieser ist mit einer Torsionsfeder 14 (Fig. 2) verbunden, welche bei Verdrehung des äußeren Ringes 9 auf diesen eine Rückstellkraft ausübt, welche sich über den inneren Ring 8 und das Ritzel 6 auf die Zahnstange 3 und den damit verbundenen Puffer 1 fortpflanzt.

Wenn das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit unterhalb der vorgesehenen betriebsmäßigen Größe abgebremst ist, werden die Massenelemente 12 durch die Rückholfedern 13 zurückgezogen und die formschlüssige Verbindung der Ringe 8 und 9 gelöst, so daß die endgültige Abbremsung durch die Rückholfeder 5 in bekannter Weise erfolgt. Die beim Abbremsen gespannte Torsionsfeder 14 kann zusammen mit dem äußeren Ring 9 auspen­ deln und kommt nach gewisser Zeit zum Stehen. Der Puffer arbeitet somit verschleißfrei und bremst das auffahrende Fahrzeug ruckfrei ab.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II aus Fig. 1. Der Puffer 1 überträgt seine lineare Bewegung mittels Zahnstange 3 auf das Ritzel 6, so daß der innere Ring 8 eine rotierende Bewegung erfährt, welche mittels der Massenelemente 12 bei Überschrei­ tung einer vorgegebenen Geschwindigkeit auf den äußeren Ring 9 übertragen wird, sobald durch Fliehkraft unter Zuhilfenahme der Massenelemente 12 zwischen den Ringen 8 und 9 eine form­ schlüssige Verbindung hergestellt ist. Der äußere Ring 9 ist mit der Torsionsfeder 14 verbunden, die sich spannt, sobald der äußere Ring 9 durch Mitnahme in Rotation versetzt wird. Entsprechend der Federcharakteristik der Torsionsfeder 14 überlagert sich der minimalen Bremskraft der Rückholfeder 5 eine zum Weg des Puffers etwa linear ansteigende Bremskraft, die so lange wirksam ist, bis durch Abbremsung die Massenele­ mente 12 über die Rückholfeder 13 die Verbindung der Ringe 8 und 9 wieder freigeben.

Eine weitere verschleißarme, aber dennoch geschwindigkeits­ abhängige Bremsung kann darin bestehen, daß nach einer in Fig. 3 dargestellten Weise neben dem Ritzel 6 ein mit dem äußeren Ring 9 drehfest und zu Ritzel 6 koaxiales zweites Ritzel 16 vorgesehen ist, welches mit einer der Zahnstange 3 parallelen zweiten Zahnstange 17 kämmt, welche wiederum mit einem Hydrau­ likkolben 18 verbunden ist, so daß die zunächst drehende Bewegung des äußeren Ringes 9 in eine lineare Bewegung rück­ verwandelt wird, wobei die zweite Zahnstange 17 erst dann in Eingriff kommt, wenn der Puffer 1 eine vorbestimmte Geschwin­ digkeit überschreitet, anderenfalls erfolgt eine betriebsmäßige Abbremsung nur mittels der Rückholfeder 5.

Claims (4)

1. Mechanischer Puffer, bei dem ein Puffer mit einem linear in einem Puffergehäuse verschiebbaren ersten Bauteil ver­ bunden ist, welches mit einem zweiten Bauteil derart zusammenarbeitet, daß dieses bei linearer Bewegung des ersten Bauteiles eine rotierende Bewegung ausführt, wobei das zweite Bauteil radial nach außen bewegliche Massen­ elemente aufweist, welche eine Verbindung zu einem Teil herstellen, das gegen das Puffergehäuse eine Bremswirkung ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil eine aus Puffer (1), Zahnstange (3) und Führungselement (4) mit Rückholfeder (5) bestehende Einheit bildet, daß die Zahnstange (3) mit einem ersten Ritzel (6) kämmt, welches mit dem zweiten Bauteil drehfest verbunden ist, wobei das zweite Bauteil aus einem inneren und einem äußeren Ring (8) und (9) gebildet wird, welche konzentrisch zueinan­ der angeordnet und gegeneinander frei drehbar sind, daß beide Ringe (8), (9) radial nach außen verlaufende Nuten (10), (11) aufweisen, in denen die Massenelemente (12) beweglich geführt sind, wobei sie durch Rückholfedern (13) an den inneren Ring (8) gebunden sind, und daß der äußere Ring (9) über eine Bremseinrichtung gegen das Puffergehäuse (2) abgestützt ist.

2. Mechanischer Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremseinrichtung aus einer zu einer Dreh­ achse (7) des zweiten Bauteils konzentrischen spiral­ förmigen Torsionsfeder (14) gebildet wird, welche einer­ seits mit dem äußeren Ring (9) und andererseits mit dem Puffergehäuse (2) fest verbunden ist.

3. Mechanischer Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremseinrichtung aus einem Hydraulikkolben (18) gebildet wird, daß dieser Hydraulikkolben über eine zweite Zahnstange (17) mit einem zweiten Ritzel (16) verbunden ist, und daß dieses Ritzel drehfest mit dem äußeren Ring (9) des zweiten Bauteils verbunden ist.

4. Mechanischer Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Zahnstange (3) eine Spindel benutzt wird.