DE4313335C2 - Schlitten mit Fallbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schlitten, der mit Hilfe eines Zugelementes entlang einer Führung bewegbar ist und unter Einwirkung der Schwerkraft steht, mit einer Fallbremse, die einen Bremshebel umfaßt, der an der dem Zugelement zugewandten Stirnseite des Schlittens schwenkbar angeordnet ist, unter einem im Öffnungssinn wirkenden Kraft­ einfluß steht sowie mit seinem der Schwenkachse ge­ genüberliegenden Ende von innen oder außen die Füh­ rung umgreift.

Auf den unterschiedlichsten technischen Gebieten, beispielsweise dem Bau von Aufzügen, der Erstellung von Seilbahnen oder bei Bergversorgungswagen, Meß­ maschinen, Transportbändern und dgl. erfolgt die Bewegung eines Schlittens durch ein elastisches Zu­ gelement. Unter der Einwirkung von im wesentlichen in der Vertikalen ausgerichteten Kräften wird bei einem Riß oder Bruch des Zugelementes der Schlitten unter dem Einfluß der Schwerkraft unkontrolliert abwärts in Bewegung gesetzt. Im Falle der Führungs­ schlitten von Meßmaschinen bewegen sich sowohl der Schlitten als auch das Gegengewicht etwa in verti­ kaler Richtung und sind über ein Seil verbunden. Aus Kostengründen wird in der Regel auf das Instal­ lieren einer Bremse verzichtet, so daß es beim Rei­ ßen des Seiles zu schweren Verletzungen, mitunter gar zum Tod der Bedienungsperson kommen kann. Um Schaden von Personen oder auch an der Vorrichtung selbst abzuwenden, werden mitunter Sicherheitsvor­ kehrungen getroffen, etwa durch die Verwendung zweier paralleler Zugelemente, wobei jedoch in nachteiliger Weise und nur unter erheblichem Auf­ wand die Notwendigkeit realisierbar ist, beide Seile während des Betriebes gleichmäßig zu bela­ sten.

In der Druckschrift AT 1018 ist eine Fallbremse mit einem Bremshebel offenbart, der schwenkbar auf der Oberseite des Schlittens angeordnet ist und mit seinem der Schwenkachse gegenüberliegenden Ende in einer Bremshülse eine Führung umgreift. Der Brems­ hebel steht unter dem öffnenden Krafteinfluß einer Feder, dem die Zugkraft des Zugelementes entgegen­ wirkt. Letzteres ist endseitig über eine am Schlit­ ten befestigte Umlenkrolle geführt und auf der Un­ terseite des Bremshebels angebracht. Im Fall eines Versagens des Zugelementes öffnet die Feder den Bremshebel mit der Folge, daß sich die Bremshülse im Winkel zur Führung einstellt. Die damit eintre­ tende Verkantung bewirkt ein Abbremsen des Schlit­ tens, d. h. das Abfangen seiner Gewichtskraft durch die Führung.

Als nachteilig ist bei der beschriebenen Fallbremse anzusehen, daß keine unmittelbare Verbindung zwi­ schen Schlitten und Zugelement besteht. Damit wird einerseits die Gefahr eines Versagens erhöht. Ande­ rerseits wird ein Teil der Zugkraft über den Brems­ hebel und die Feder auf den Schlitten übertragen. Die Folge sind verstärkte Schwingungen des Schlit­ tens, insbesondere nach plötzlichen Bewegungen oder periodischen Belastungen, die etwa der durch die Schlittenmasse und die Kraftkonstante der Feder be­ stimmten Eigenfrequenz entsprechen. Außer der unan­ genehmen Wirkung auf Fahrgäste in einem Aufzug und der verminderten Steuerungspräzision, die insbeson­ dere im Fall von Meßmaschinen von Nachteil ist, be­ steht dabei stets die Gefahr einer fehlerhaften Auslösung der Fallbremse.

Weiterhin zeigt die Druckschrift SU 12 89 788 eine Fallbremse, bei der das Zugelement unmittelbar am Schlitten angreift. Die Auslösung eines federge­ spannten Bremsplattenstapels, der in gleicher Weise wie der obige Bremshebel wirkt, wird durch einen Auslösehebel verhindert, dessen Bewegung wiederum durch das gespannte Zugmittel blockiert ist. Somit ist bei einem Riß die Freigabe des Auslösehebels mit nachfolgender Bremsung des Schlittens das Er­ gebnis. Im Vergleich zur vorbeschriebenen Fall­ bremse ist die Konstruktion jedoch aufgrund der Notwendigkeit des Auslösehebels deutlich aufwendi­ ger.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaf­ fung von Fallbremsen zur Aufgabe gemacht, die sich bei unmittelbarer Verbindung zwischen Zugelement und Schlitten durch einen einfachen Aufbau aus­ zeichnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bremshebel eine Führungsöse aufweist, die vom Zugelement durchgriffen ist, die Achse des Zug­ elementes und die Führungsöse einen spitzen Winkel derart einschließen, daß die Mittelachse der Füh­ rungsöse in Richtung auf die Tangente an die Bewe­ gungsbahn des Bremshebels verschwenkt ist und das Zugelement jeweils im Bereich der oberen und unte­ ren Auslaßöffnung der Führungsöse an einander ra­ dial gegenüberliegenden Punkten am Bremshebel an­ liegt.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Gedankens setzt entlang einer Führung nach Art einer Schiene beweg­ bare Schlitten voraus, wobei eine Bewegungskompo­ nente in der vertikalen Richtung verläuft, so daß bei freier Beweglichkeit des Schlittens, wie sie nach dem Bruch oder Riß des Zugelementes vorliegt, eine Beschleunigung unter dem Einfluß der Schwer­ kraft ausgelöst wird. Das Zugelement muß hierzu eine gewisse Elastizität aufweisen, wie sie bei Seilen, Ketten und Riemen ohne weiteres gegeben ist. Als Führungen kommen Stangen, Schienen und dgl. in Betracht.

Der Kern der Erfindung besteht darin, an der dem Zugelement zugewandten Stirnseite des Schlittens einen Bremshebel anzuordnen, der von dem Zugelement durchgriffen ist. Der Bremshebel ist an dem der Führung gegenüberliegenden Ende schwenkbar am Schlitten befestigt und liegt von innen oder außen an der Führung an. Für die Funktionsweise der Er­ findung entscheidend ist, daß der Bremshebel eine Öse aufweist, die das Zugelement durchgreift, wobei die Mittelachse der Öse gegen die des Zugelementes in Richtung auf die Tangente an den Bewegungskreis des Bremshebels zu verschwenkt ist, die Mittelach­ sen von Zugelement und Öse also einen spitzen Win­ kel zueinander aufweisen. Der Neigungswinkel ist so gewählt, daß am oberen und unteren Austritt der Öse an zwei radial einander gegenüber liegenden Seiten das Zugelement anliegt, so daß der Bremshebel im Ergebnis eine Ausrichtung parallel zur Stirnseite des Schlittens erfährt. In dieser Position bewegt sich das mit der Führung zusammenarbeitende Ende des Bremshebels ungehindert und ohne Reibung rela­ tiv zur Führung. Die durch das Zugseil bedingte Ausrichtung des Bremshebels parallel zur Stirnseite des Schlittens erfolgt entgegen der Kraft einer Fe­ der.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Fallbremse ist wie folgt:
Bei einem Riß oder Bruch geht die axiale Spannung des Zugelementes verloren und damit auch die auf den Bremshebel einwirkende und diesen parallel zur Stirnseite des Schlittens fixierende Kraft. Die in Gegenrichtung wirkende Feder löst ein Verschwenken des Bremshebels aus und als Folge davon ein Verkan­ ten des Bremshebels auf der Führungsschiene. Der Bremshebel wird in oder auf der Führung gekantet und erfährt eine Arretierung. Durch die Befestigung über die Schwenkachse ist der Schlitten ebenfalls festgelegt. Bei gespanntem Zugelement hingegen ist eine ungehinderte Bewegung des Schlittens möglich und die Fallbremse ist inaktiviert, d. h. sie steht mit der Führung nicht in Eingriff.

Die Anbringung einer Fallbremse verhindert bei Bruch oder Riß des Zugelementes das Entstehen von Schäden sowohl an der Maschine als auch im Hinblick auf die Gefährdung der Bedienungsperson. Die erfin­ dungsgemäß vorgeschlagene Fallbremse ist sowohl im Hinblick auf die Herstellung als auch die nachträg­ liche Installation als besonders vorteilhaft anzu­ sehen. Sie ist für alle unter dem Einfluß der Schwerkraft beweglichen und über elastische Zugele­ mente betätigte Schlitten einsetzbar, also zum Bei­ spiel für Meßmaschinen, Transportbänder, Hubge­ rüste, Aufzüge, Seilbahnen und schienengebundene und über Zugseile bewegte Transportwägen.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, den Bremshebel relativ zum Schlitten verschiebbar anzuordnen. In konkreter Realisierung wird die Schwenkbarkeit des Bremshebels durch eine aus Lang­ loch und dieses durchgreifenden Stift bestehende Schwenkachse erzeugt. Das Langloch bietet die Mög­ lichkeit der relativen Bewegung des Bremshebels zum Schlitten und zur Führung, mit dem Ergebnis, daß der Bremshebel mit zwei einander gegenüberliegenden Punkten oder Teilflächen der Führung zusammenarbei­ tet und an dieser anliegt. Der Vorteil ist, daß zum einen eine vergleichsweise große Reibungsfläche ge­ bildet wird und zudem aufgrund der einander gegen­ überliegenden Anlageflächen an der Führung eine nach beiden Seiten zu, d. h. etwa in der Horizonta­ len verlaufende Stabilisierung des Bremshebels und folglich des gesamten Schlittens eintritt.

In einer Weiterbildung wird empfohlen, an dem Bremshebel entlang der Führung auf diese einwir­ kende Bremsbacken schwenkbar anzubringen. Der Vor­ teil besteht darin, daß durch die Schwenkbarkeit eine Anpassung der Bremsbacken an die Führung er­ folgt, was zum verzögernden Eintritt der Bremswir­ kung und folglich zu einem weicheren Abbremsen führt. Die Reibungsfläche vergrößert sich und die punktuelle Belastung des Bremshebels im Bereich der Führung wird reduziert. Auch kann auf eine Ver­ schiebbarkeit des Bremshebels relativ zum Schlitten aufgrund der über die Bremsbacken erfolgende räum­ liche Anpassung häufig verzichtet werden.

Die Bremswirkung läßt sich nach erfolgter Montage dadurch beeinflussen, daß die Bremsbacken über eine von außen betätigbare Schraube in ihrem Abstand verändert und optimiert werden können.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, mehrere Bremshebel übereinander und in paralleler Ausrich­ tung anzubringen, die durch das Zugelement gemein­ sam durchgriffen sind und in ihrer Funktion gleich­ zeitig auslösen. Diese Lösung hat zur Vorausset­ zung, daß auf jeden der einzelnen Bremshebel eine Federkraft im oben erläuterten Sinne einwirkt. Eine in der Bremswirkung vergleichbare Lösung, die sich durch einen demgegenüber wesentlich einfacheren Aufbau auszeichnet, besteht darin, mehrere Bremshe­ bel übereinander anzubringen, wobei die Feder je­ doch nur auf den untersten, d. h. schlittennächsten Bremshebel wirkt und die benachbarten über eine Kopplung miteinander in Verbindung stehen. Wenn die Federkraft den untersten Bremshebel anhebt, wird die Schwenkbewegung zwangsläufig auch auf die dar­ über befindlichen übertragen. Das Ergebnis ist eine gleichförmige Bewegung des gesamten Hebelpaketes. Als Kopplungselemente kommen zwischen den Bremshe­ beln eingebrachte Kugeln in Betracht.

Im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig ist, ob nur der oberste, d. h. schlittenfernste Bremshe­ bel mit Hilfe des Zugelementes gespannt und die üb­ rigen Zughebel hingegen ohne Anlage durchgriffen werden oder ob alle Bremshebel eine Spannung erfah­ ren. Der erste Fall hat zum Vorteil eine Leichtgän­ gigkeit und ein ungehindertes Bewegen von Zug und Seil im Moment des Abreißens.

Bei Vorliegen eines Langloches, das die Verschieb­ lichkeit des Bremshebels relativ zum Schlitten er­ laubt, ist von Vorteil, wenn der Bremshebel in der Arbeitsphase, d. h. bei paralleler Ausrichtung zur Stirnseite des Schlittens keine horizontale Ver­ schieblichkeit aufweist. Anderenfalls könnte es im Bereich der Führung in nachteiliger Weise zu einer eine Reibung erzeugenden Anlage kommen. Als Lösung wird die Anbringung eines Stiftes an der Stirnseite des Schlittens oder des Bremshebels vorgesehen, der in eine gegenüberliegende und korrespondierende Öffnung eingreift und mit Erreichen eines durch die gewählten Abmessungen vorgegebenen Schwenkwinkels außer Eingriff tritt und demzufolge in Richtung des Bremshebels die gewünschte Verschiebung zuläßt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu­ tert ist. Sie zeigt in schematisch gehaltener Sei­ tenansicht bei teilweiser Schnittdarstellung einen Schlitten mit dem erfindungsgemäßen Bremshebel. Da­ bei ist in ausgezogener Linienführung die Position des Schlittens in der Arbeitsphase und in strich­ punktierter Linienführung während der Bremsphase, d. h. bei geöffnetem Bremshebel wiedergegeben.

Ein Schlitten (1) üblicher Art bewegt sich entlang einer hier als Stange ausgebildeten Führung (2). Hierbei umgreift der Schlitten (1) die Führung (2) allseitig und definiert durch ihre Achse die Bewe­ gungsrichtung. Der Schlitten (1) ist nur teilweise, d. h. mit seiner oberen Stirnseite dargestellt.

Dort befinden sich von rechts, d. h. von der Führung (2) beginnend, eine vertikal auf Druck wirkende Fe­ der (3), das Zugelement (4), das im Innern des Schlittens (1) befestigt ist und die Aufwärtsbewe­ gung des Schlittens (1) auslöst und bestimmt (die Abwärtsbewegung erfolgt unter dem Einfluß der Schwerkraft), ein Stift (5) sowie eine nach Art ei­ nes Bolzens in den Schlitten (1) eingreifende Befe­ stigung (6). An diesem befindet sich der Bremshebel (7) schwenkbar befestigt. Die Länge des Stiftes (5) ist so gewählt, daß bei einer Verschwenkung des Bremshebels (7) um einen bestimmten Winkel der Stift im Schlitten (1) und/oder der Bremshebel (7) außer Eingriff kommt. Dann ist eine im wesentlichen parallel zur Stirnseite des Schlittens (1) erfol­ gende Verschiebung des Bremshebels (7) möglich.

Die Anbringung eines derartigen Bremshebels (7) stellt den Kern vorliegender Erfindung dar. Er ist an seinem linken Ende über ein Langloch (8) an der Befestigung (6) verschwenkbar angebracht, weist etwa in seinem mittleren Bereich eine im wesentli­ chen vertikal verlaufende Öse (9) auf, die vom Zug­ elemenmt (4) durchgriffen ist, sowie an seinem äu­ ßeren, der Befestigung (6) gegenüberliegenden Ende einen die Führung (2) umgreifenden Ring (10).

Die Funktion ist wie folgt: Während der normalen Arbeitsphase steht das Zugelement (4) unter axialer Spannung. Die Öse (9) ist hinsichtlich ihrer Mitte­ lachse so geformt, daß sie in Richtung auf die Tan­ gente an den durch Verschwenken des Bremshebels (7) beschriebenen Kreises angenähert ist. Man erkennt in der Zeichnung deutlich, daß die Öse (9) sich nach oben zu in Richtung auf die linke Seite ver­ schiebt, sich also dem Drehpunkt annähert. Dabei ist die Neigung der Öse (9) so gewählt, daß das Zu­ gelement im Bereich des oberen Austrittes der Öse (9) nach rechts zu an der Seitenwandung, im Bereich der unteren Austrittsöffnung der Öse (9) nach links, d. h. auf den Drehpunkt zu, anliegt. Das Er­ gebnis ist, daß der Bremshebel (7) bei unter Span­ nung stehendem Zugelement (4) etwa parallel zur Stirnseite des Schlittens (1) ausgerichtet wird. In dieser die übliche Anordnung darstellenden Position des Bremshebels (7) besteht kein Kontakt über den Ring (10) zur Führung (2), so daß der Schlitten (1) ungehindert bewegbar ist. Dabei besteht ein Gleich­ gewicht zwischen den durch das Zugelement (4) auf den Bremshebel (7) ausgeübten Kräften einerseits und der in Gegenrichtung wirkenden Kraft der Feder (3).

Bei einem Riß oder Bruch des Zugelementes (4) ver­ ändert sich die Position des Bremshebels (7) in die in strichpunktierter Linienführung dargestellte Po­ sition. Bei Riß oder Bruch des Zugelementes (4), hier mit der Bezugsziffer 4′ bezeichnet, geht die Spannung in axialer Richtung verloren, so daß nur­ mehr noch die Kraft der Feder (3) auf den Bremshe­ bel (7) einwirkt und eine Öffnung in die durch strichpunktierte Linie angegebene Position bewirkt. Der maximale Öffnungswinkel bestimmt sich nach axi­ aler Verschiebung innerhalb des Langloches (8) durch Anlage des Ringes (10) an der Führung (2). Der Bremshebel (7) verkantet sich auf der Führung (2) und wird aufgrund der auf den Schlitten (1) einwirkenden und abwärts gerichteten Schwerkräfte auf der Führung (2) verklemmt, so daß eine Ver­ schiebung, genauer eine Abwärtsbewegung des Schlit­ tens (1) mit Sicherheit unterbunden wird.

Im Ergebnis wird durch die Erfindung einer Fall­ bremse vorgeschlagen, die durch einfache bauliche Maßnahmen einen entscheidenden Sicherheitsgewinn bedingt.

Claims (9)

1. Schlitten, der mit Hilfe eines Zugelementes ent­ lang einer Führung bewegbar ist und unter Einwir­ kung der Schwerkraft steht, mit einer Fallbremse, die einen Bremshebel umfaßt, der an der dem Zugele­ ment zugewandten Stirnseite des Schlittens schwenk­ bar angeordnet ist, unter einem im Öffnungssinn wirkenden Krafteinfluß steht sowie mit seinem der Schwenkachse gegenüberliegenden Ende von innen oder außen die Führung umgreift, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Bremshebel eine Führungsöse (9) aufweist, die vom Zugelement (4) durchgriffen ist,
• - die Achse des Zugelementes (4) und die Füh­ rungsöse (9) einen spitzen Winkel derart einschlie­ ßen, daß die Mittelachse der Führungsöse (9) in Richtung auf die Tangente an die Bewegungsbahn des Bremshebels verschwenkt ist
• - und das Zugelement (4) jeweils im Bereich der oberen und unteren Auslaßöffnung der Führungsöse (9) an einander radial gegenüberliegenden Punkten am Bremshebel (7) anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bremshebel (7) relativ zum Schlitten (1) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkverbindung ein aus einem in ein Langloch (8) eingreifenden Stift (5) gebil­ det ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremshebel (7) zum Angreifen an der Führung (2) bestimmte Brems­ backen schwenkbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch abstandsveränderlich angebrachte Bremsbacken.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bremshebel (7) nach Art eines Paketes parallel zueinander an­ geordnet sind, die jeweils benachbarten miteinander über eine Kopplung in Verbindung stehen und die im Öffnungssinn wirkenden Kraft nur auf den schlitten­ nächsten Bremshebel (7) einwirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kopplung benachbarter Bremshebel (7) über dazwischen angeordnete Kugeln erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nur der schlittenferne Bremshebel (7) in der Funktionsphase mit dem Zugelement (4) in Berührung steht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an Schlitten (1) oder Bremshebel (7) ein Stift (5) angebracht ist, der in den Bremshebel (7) oder den Schlitten (1) lose ein­ greift.