DE4328978C2 - Vorrichtung zum Tragen von Ladungseinheiten in Frachtladesystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tragen von aufliegenden Ladungseinheiten im Bereich von Transport­ rollen, insbesondere bei Frachtladesystemen in Fracht­ räumen von Flugzeugen, wobei die Transportrolle mindestens einen Bremsbelag aufweist, der einer Brems­ fläche zugeordnet ist und bei der die Bremsfläche und der Bremsbelag in Richtung einer Längsachse der Trans­ portrolle hintereinander angeordnet sind, sowie im Be­ reich eines Gehäuses der Transportrolle, das um eine Achse rotationsfähig gelagert ist, ein in Richtung der Längsachse verschiebliches Distanzelement angeordnet ist, das den Bremsbelag gegenüber der Bremsfläche ver­ spannt.

Bei nach dem Stand der Technik bekannten Bremsrollen wird ein konstantes oder ein von der jeweiligen Rota­ tionsgeschwindigkeit abhängiges Bremsmoment erzeugt, das unabhängig von der jeweils abzubremsenden Last ist. Das realisierte Bremsmoment ergibt sich aus dem maximal zulässigen Gewicht der zu bremsenden Ladungseinheiten, der Anzahl der im Eingriff befindlichen Bremseinrich­ tungen und der maximalen Neigung der Verladefläche. Diese Auslegung der Bremskräfte hat zur Folge, daß zu einem Transport von Lasten mit einem Gewicht, das ge­ ringer als das maximal zulässige Gewicht ist, ein un­ nötig hoher Kraftaufwand erforderlich ist. Dieser Kraftaufwand vermehrt den entstehenden Arbeitsanfall und kann zu Fehlfunktionen führen. Darüber hinaus ent­ steht zusätzlicher Verschleiß an den Komponenten des Frachtladesystems und im Bereich der Ladungseinheiten.

In der EP 315 236 A2 wird eine Rollenbahn für Flugzeuge beschrieben, bei der eine Mehrzahl rotationsfähig ge­ lagerter Tragrollen zum Tragen von Ladungseinheiten vorgesehen sind. Die Rollen sind selektiv über einen Motor antreibbar.

In der DE-AS 21 62 042 wird eine Be- und Entladevor­ richtung für den Frachtraum eines Flugzeuges be­ schrieben. Auch hier sind im Bereich eines Bodens Rollen angeordnet, die aufzunehmende Lasten tragen.

Aus der US 37 53 541 ist ebenfalls die Verwendung von Tragrollen im Bereich von Böden von Flugzeugen bekannt. Zur gezielten Krafteinleitung weisen die Rollen quer zur Rotationsrichtung eine gewölbte Oberfläche derart auf, daß ein Rollendurchmesser in einem mittleren Rollenbereich größer als in einem äußeren Bereich ist.

Die DE-PS 5 92 901 zeigt eine Förderrolle, die innerhalb eines Rollengehäuses eine Bremseinrichtung aufweist, bei der in Richtung der Rotationsachse eine Bremsfläche gegenüber einem Bremsbelag verspannt wird. Die Ver­ spannung erfolgt mit Hilfe eines als Spiralfeder ausge­ bildeten Distanzelementes.

Die DE-AS 11 89 917 zeigt eine weitere Bremsrolle. Die Bremskraft wird hier durch axiale Verspannung eines konischen Bremsbelages relativ zu einer konischen Bremsfläche vorgegeben.

Zur Vorgabe einer Transportgeschwindigkeit wird in der US 42 34 069 eine Bremsrolle beschrieben, bei der im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildete Rollenteile entlang eines Führungselementes abrollen.

Eine andere Vorrichtung zur Regulierung einer Laufge­ schwindigkeit von zu transportierendem Gut ist in der DE-GM 18 78 781 angegeben. Auch hier ist eine Brems­ rolle vorgesehen, bei der die Bremskraft durch eine axiale Verspannung eines Bremsbelages relativ zu einer Bremsfläche vorgenommen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor­ richtung der einleitend genannten Art derart aus zu­ bilden, daß eine frachtabhängige Krafteinleitung in die Ladungseinheiten durch Transportrollen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Umsetzung einer senkrecht zur Längsachse wirkenden Gewichtskraft in eine in Richtung der Längsachse wir­ kende und das Distanzelement beaufschlagende lastab­ hängige Stellkraft zur Erzeugung einer lastabhängigen Bremskraft eine schräg zur Längsachse verlaufende schiefe Ebene angeordnet ist, entlang derer mindestens zwei Lagerelemente relativ zueinander verschieblich an­ geordnet sind.

Durch die schiefe Ebene erfolgt eine Zerlegung der Ge­ wichtskraft, die von der Last auf die Transportrolle ausgeübt wird, in eine in die Achse eingeleitete Auf­ lagekraft und in eine in Richtung der Längsachse wirkende Stellkraft, die den Bremsbelag und die Brems­ fläche gegeneinander verspannt. Über die Neigung der schiefen Ebene wird der Proportionalitätsfaktor zwischen der Gewichtskraft und der Stellkraft festge­ legt.

Eine an die Rotationsbewegungen der Transportrolle be­ sonders angepaßte Ausführungsform wird dadurch bereit­ gestellt, daß die Lagerelemente als Lagerringe ausge­ bildet sind, die im wesentlichen zentrisch zur Längs­ achse angeordnet sind und daß zwischen den Lagerringen Abrollelemente angeordnet sind.

Eine günstige Krafteinleitung kann dadurch realisiert werden, daß die Abrollelemente walzenförmig ausgebildet sind.

Zur Ermöglichung einer Verwendung vorgefertigter Teile wird vorgeschlagen, daß die Lagerringe und die Abroll­ elemente Schrägrollenlager ausbilden. Darüber hinaus ist es auch möglich, Schrägkugellager oder Kegelrollen­ lager zu verwenden.

Zur Ermöglichung einer Reibbewegung zwischen den Brems­ belegen und den Bremsscheiben ist es möglich, daß der Bremsbelag rotationsfest mit der Achse verbunden ist. Es ist ebenfalls denkbar, daß die Abriebverhältnisse am Bremsbelag dadurch günstig beeinflußt werden, daß der Bremsbelag rotiert und somit gleichmäßig auf der ge­ samten Kreisringfläche abnutzt.

Eine symmetrische Einleitung der Bremskräfte wird da­ durch unterstützt, daß im wesentlichen symmetrisch zu einer Rollenquerachse, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse verläuft, zwei Bremsbelege sowie zwei Bremsscheiben angeordnet sind.

Zur Vermeidung von translatorischen Kräften, die die Transportrolle als Ganzes beaufschlagen, wird vorge­ schlagen, daß im Bereich von einander abgewandten Enden der Transportrolle jeweils ein Schrägrollenlager ange­ ordnet ist.

Eine weitere zweckmäßige Konstruktion besteht darin, daß mindestens eine der Bremsscheiben fest mit dem Gehäuse verbunden ist.

Zur Ermöglichung einer kompakten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse mindestens im Bereich seines einen Endes buchsenförmig ausgebildet ist und daß in die buchsenförmige Ausnehmung des Gehäuses das Distanzelement eingesetzt ist.

Eine Bremskraftentfaltung in lediglich eine vorgebbare Rotationsrichtung kann dadurch realisiert werden, daß zwischen der aus mindestens einer der Bremsscheiben und mindestens einem der Bremsbelege ausgebildeten Brems­ einrichtung und der Achse eine Freilaufkupplung ange­ ordnet ist.

Für eine passive Führung der Ladungseinheiten ist es zweckmäßig, daß die Achse räumlich fixiert ist und daß der Laufbelag durch die Bremsscheiben und die Brems­ beläge relativ zur Achse abgebremst ist.

Ein belastungsabhängiger Antrieb der Ladungseinheiten kann auch auch dadurch realisiert werden, daß die Achse mit einem Antrieb verbunden ist und daß die Brems­ scheiben und die Bremsbeläge eine Kupplung zur Über­ tragung eines belastungsabhängigen Antriebsmomentes ausbilden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Transportrolle mit Bremseinrichtung und

Fig. 2 den Längsschnitt gemäß Fig. 1 mit zusätzlich eingetragenen Kraftwirkungspfeilen.

Die Transportrolle (1) besteht im wesentlichen aus einer Achse (2), auf der rotationsfähig ein Gehäuse (3) gelagert ist. Das Gehäuse (3) weist eine im wesent­ lichen zylindrische Außenkontur auf und ist mit einem Laufbelag (4) ummantelt. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 sind im Bereich von Enden (5, 6) die jeweils in Richtung einer Längsachse (7) weisen, schiefe Ebenen (8) angeordnet, die schräg zur Längs­ achse (7) orientiert sind. Die schiefen Ebenen (8) werden jeweils von Lagerringen (9, 10) begrenzt, zwischen denen Abrollelemente (11) angeordnet sind. Insbesondere ist daran gedacht, die Lagerringe (9, 10) und die Abrollelemente (11) als Schrägrollenlager aus­ zubilden, bei denen die Abrollelemente (11) walzen­ förmig konstruiert sind. Ebenfalls sind Schrägkugel­ lager oder Kegelrollenlager denkbar.

Zwischen den Lagerringen (9, 10) und einer Bremsscheibe (12) ist ein Distanzelement (13) angeordnet, das die Längsachse (7) ringförmig umgibt. Das Distanzelement (13) überträgt in Richtung der Längsachse (7) wirkende Kräfte vom Lagerring (10) auf die Bremsscheibe (12), in deren Bereich eine Bremsfläche (14) angeordnet ist. Die Bremsscheibe (12) wirkt mit einem Bremsbelag (15) zu­ sammen, der im Bereich einer Freilaufkupplung (16) an­ geordnet ist. Prinzipiell ist es auch denkbar, statt der Verwendung der Freilaufkupplung (16) den Bremsbelag (15) direkt mit der Achse (2) zu verbinden. Ebenfalls ist es denkbar, den Bremsbelag (15) mit dem Distanzele­ ment (13) zu verbinden und die Bremsscheibe (12) der Achse (2) zuzuordnen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, das Distanzelement formschlüssig mit dem Gehäuse (3) zu verbinden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, entweder die Bremsscheibe (12) oder den Bremsbelag (15) direkt im Bereich des Lagerringes (10) zu befestigen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist eine weitere Bremsscheibe (17) mit dem Gehäuse (3) verbunden und wirkt mit einem Bremsbelag (18) zusammen, der eben­ falls der Freilaufkupplung (16) zugeordnet ist. Das Gehäuse (3) ist im Bereich des Endes (5) mit einer buchsenförmigen Aussparung (19) versehen, in die die Bremsscheiben (12, 17), die Bremsbeläge (15, 18), die Freilaufkupplung (16), das Distanzelement (13) sowie die Lagerringe (9, 10) eingesetzt sind. Zur örtlichen Fixierung für diese Teile weist das Gehäuse (3) einen Anschlag (20) auf. Mit einem weiteren Anschlag (21) stützt sich das Gehäuse (3) in axialer Richtung am Lagerring (10) ab, der im Bereich des Endes (6) ange­ ordnet ist.

Die Achse (2) kann als eine Hohlachse ausgebildet sein, die zur Gewährleistung einer definierten Rotationsposi­ tionierung mit einer Verdrehsicherung (22) versehen ist. Die Verdrehsicherung (22) kann als eine unrund ge­ staltete Querschnittfläche ausgebildet sein. Zur Ge­ währleistung einer ausreichenden Fixierung der Bauele­ mente der Transportrolle (1) weist die Achse (2) im Bereich des Endes (5) einen Flansch (23) auf und im Bereich des Endes (6) ist ein Sicherungselement (24) angeordnet, das formschlüssig mit der Achse (2) ver­ bunden ist und eine Vorspannmutter (25) gegen Lösen sichert. Die Vorspannmutter (25) ist auf ein Außengewinde der Achse (2) aufschraubbar, womit eine Vorverspannung der Bremsflächen erreicht werden kann.

Durch die Anordnung jeweils eines Schrägrollenlagers im Bereich jedes der Enden (5, 6) werden symmetrische Krafteinleitungen in die Transportrolle (1) ermöglicht, so daß durch das Zusammenwirken der schiefen Ebenen (8) insgesamt keine das Gehäuse (3) relativ zur Achse (2) verschiebende Kraftkomponente verbleibt. Alle innerhalb des Gehäuses (3) auftretenden Kraftkomponenten, die in Richtung der Längsachse (7) ausgerichtet sind, wirken vielmehr zur Verspannung der Bremsbelege (15, 18) und der Bremsscheiben (12, 17). Die Gleichmäßigkeit der Krafteinleitungen kann auch dadurch unterstützt werden, daß die Bremsbelege (15, 18) und die Bremsscheiben (17, 12) im wesentlichen symmetrisch zu einer Rollen­ querachse (26) angeordnet werden, die die Längsachse (7) mittig zu den Enden (5, 6) schneidet.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 sind zur weiteren Ver­ anschaulichung Wirkungspfeile zur Kraftentfaltung ein­ gezeichnet. Gewichtskräfte (27) wirken im wesentlichen quer zur Längsachse (7) und werden im Bereich der schiefen Ebene (8) in eine Tragkomponente (28) und in eine Verstellkraft (29) aufgespalten. Die Verstellkraft (29) wird über den Lagerring (10) auf das Distanzele­ ment (13) übertragen. Durch das Zusammenwirken der Bremsbelege (15, 18) und der Bremsscheiben (12, 17) werden Bremskräfte (30) entfaltet. Die Gewichtskräfte (27) werden aufgrund einer Lasteinwirkung (31) erzeugt und es ist eine Rotationsrichtung (32) des Gehäuses (3) relativ zur Achse (2) vorgesehen.

Außer der bereits erwähnten Verwendung im Bereich von Laderäumen von Flugzeugen kann die Transportrolle (1) grundsätzlich bei allen Drehpunktlagerungen eingesetzt werden, die beispielsweise bei Hebel-, Rad-, Scheiben- oder Rollenlagern verwendet werden. Bei allen diesen Anwendungsfällen ist es möglich, mit Hilfe der Kraft­ komponentenzerlegung im Bereich der schiefen Ebene (8) und der entsprechenden Übertragung der zugeordneten Kraftkomponente auf die Bremseinrichtung ein be­ lastungsabhängiges Bremsmoment zu erzeugen.

Die Bremsbelege (15, 18) können beispielsweise mit Hilfe von Kleb- oder Nietverbindungen mit der Freilaufkupp­ lung (16) verbunden werden. Grundsätzlich ist es aller­ dings auch denkbar, die Bremsfläche im Bereich der Freilaufkupplung (16) zu realisieren. Die Freilaufkupp­ lung ist bei einer Rotation in Bremsrichtung blockiert und ermöglicht hierdurch eine Entfaltung der Brems­ kräfte. Bei einer Drehbewegung entgegen der Brems­ richtung wird die Freilaufkupplung gelockert und ermög­ licht eine Drehbewegung ohne Bremswirkung.

Prinzipiell ist auch eine Realisierung ohne Freilauf­ kupplung (16) mit einer Bremskraftentfaltung in beiden Rotationsrichtungen möglich. Bei einer Konstruktion ohne Freilaufkupplung (16) ist insbesondere daran ge­ dacht, lediglich eine Bremsscheibe (12, 17) zu ver­ wenden, die fest mit der Achse (2) verbunden ist und mit Hilfe der schiefen Ebene (8) eine Verschiebung der Bremsbelege (15, 18) durchzuführen, die in diesem Fall fest mit dem Gehäuse (3) beziehungsweise mit dem Distanzelement (13) verbunden sind. Zur Gewichtsein­ sparung kann die Achse (2) als Hohlachse ausgebildet sein.

Neben der bereits beschriebenen Anwendung der Vor­ richtung zur Abbremsung einer Ladungseinheit bei einer fixierten Achse (2) ist es auch möglich, eine ange­ triebene Achse (2) zu realisieren, um die Ladungseinheiten zu transportieren. Mit Hilfe der zu­ sammenwirkenden Bremselemente wird hierbei eine Kupplung realisiert, die ein belastungsabhängiges An­ triebsmoment überträgt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Tragen von aufliegenden Ladungsein­ heiten im Bereich von Transportrollen, insbesondere bei Frachtladesysteme in Frachträumen von Flug­ zeugen, wobei die Transportrolle mindestens einen Bremsbelag aufweist, der einer Bremsfläche zuge­ ordnet ist und bei der die Bremsfläche und der Bremsbelag in Richtung einer Längsachse der Trans­ portrolle hintereinander angeordnet sind, sowie im Bereich eines Gehäuses der Transportrolle, das um eine Achse rotationsfähig gelagert ist, ein in Richtung der Längsachse verschiebliches Distanz­ element angeordnet ist, das den Bremsbelag gegen­ über der Bremsfläche verspannt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Umsetzung einer senkrecht zur Längsachse (7) wirkenden Gewichtskraft in eine in Richtung der Längsachse (7) wirkende und das Distanzelement (13) beaufschlagende lastabhängige Stellkraft zur Erzeugung einer lastabhängigen Bremskraft eine schräg zur Längsachse (7) ver­ laufende schiefe Ebene (8) angeordnet ist, entlang derer mindestens zwei Lagerelemente relativ zu­ einander verschieblich angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lagerelemente als Lagerringe (9, 10) ausgebildet sind, die im wesentlichen zentrisch zur Längsachse (7) angeordnet sind und daß zwischen den Lagerringen (9, 10) Abrollelemente (11) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abrollelemente (11) walzenförmig ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lagerringe (9, 10) und die Abrollelemente (11) Schrägrollenlager aus­ bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bremsbelag (15, 18) rotationsfest mit der Achse (2) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß im wesentlichen symme­ trisch zu einer Rollenquerachse (26), die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse (7) verläuft, zwei Bremsbelege (15, 18) sowie zwei Bremsscheiben (12, 17) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich von einander abgewandten Enden (5, 6) der Transportrolle (1) jeweils ein Schrägrollenlager angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Bremsscheiben (12, 17) fest mit dem Gehäuse (3) ver­ bunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mindestens im Bereich seines einen Endes (5, 6) buchsenförmig ausgebildet ist und daß in die buch­ senförmige Ausnehmung des Gehäuses (3) das Distanz­ element (13) eingesetzt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen der aus min­ destens einer der Bremsscheiben (12, 17) und min­ destens einem der Bremsbelege (15, 18) ausgebildeten Bremseinrichtung und der Achse (12) eine Freilauf­ kupplung (16) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Achse (2) räumlich fixiert ist und daß der Laufbelag (4) durch die Bremsscheiben (12, 17) und die Bremsbeläge (15, 18) relativ zur Achse (2) abgebremst ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Achse (2) mit einem Antrieb verbunden ist und daß die Bremsscheiben (12, 17) und die Bremsbeläge (15, 18) eine Kupplung zur Übertragung eines belastungsabhängigen An­ triebsmomentes ausbilden.