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Bremse für Winden od. dgl. Die Erfindung betrifft mechanische Bremsen
für Winden, Fördermaschinen und andere rotierende Maschinen.
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Es ist seit längerem bekannt, daß die Bremsen, die für Fördermaschinen
und Aufzüge benutzt werden, bei ihrer Betätigung schwerwiegende Nachteile aufweisen.
In England werden üblicherweise entweder ein oder zwei, Paar von Bremsen benutzt,
die durch Gewichte auf dem Bremshebel gegen Bremsbeläge gedrückt werden, die an
den Seiten der Fördertrommel üder -trommeln angebracht sind. Der Bremshebel ist
mit dem Bremskolben verbunden, dessen Bewegung durch den Steuerhebel der Bedie@nungspers,on
überwacht wird. Normalerweise werden die Bremsen durch die Gewichte ian-;gedrückt,
rund um die Bremsen abzuheben, werden ,der Brems'hiebel und die Gewichte durch den
Druck umgehoben, der dem Bremskolben zugeführt wird, wobei zur Erzeugung des Druckes
Dampf, Preßluft oder öl benutzt werden. Die Anwendung der Bremsen zur Geschwindigkeitssteuerung
der Fördertrommel und zum Anhalten der letzteren erfordert das Heben und Senken
der Gewichte. Wenn die Bremseinrichtung betätigt wird, gestattet die erhebliche
Trägheit der Gewichte mit dem entsprechenden Rückschlag kein sanftes Einrücken der
Bremsen und keine feinfühlige Geschwindigkeitssteuerung der Fördertrommel.
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Die schnelle Betätigung der Bremsen durch die Fallgewichte, welche
bei ihrer Bewegung plötzlich
angehalten werden, bewirkt schwere
Stöße auf das Bremssystem, die Förderseile und auf alle Personen, die etwa. in den
Aufzügen fahre. Verschiedene Mittel sind vorgeschlagen worden, um den Eingriff ider
Bremsen zu verringern und,die Trägheits; wirkung der Fallgewichte zu vermindern.
Zum Beispiel isst vorgeschlagen worden, zwischen den Gewichten und dem Bremsbetätigungshebel
ein Flüssigkeitsdruckzwischenglied vorzusehen, so. daß, wenn die Bremsgewichte freigegeben
werden, der durch die Gewichte in der Flüssigkeit entstehende Druck benutzt wird,
um den Bremshebel zu bgtätigen. Diabei ist :eine Ventileinrichtung in das Flüssigkeitssystem
zwischen den Gewichten unddem Bremsbetätigungshebel eingeschaltet, die mit einem
einstellbaren Drosselventil ausgerüstet werden kann, um durch Vermindern oder Vergräßexrn
der Ventilöffnung den Druck der Flüssigkeit selbst zu ändern, wobei sich rauch der
Druck auf den Bremshebel ändert. - Die neuen britischem Bergwerksbestkn.-mungen
fordern besondere Sicherheitseinrichtungen bei Förderkörben, um die Gescliwindi,gkeit
beim Erreichen. .der Sohle des Schachtes zu begrenzen, wenn Menschen gefördert werden.
Die zuverlässige Wirkung solcher Schutzeinrichtungen hängt vom schnellen Eingriff
der Bremsen :ab, und. :es wurde in einigen Fällen festgestellt, da,ß die gebräuchliche,
mit Gewicht arbeitenden Bremsen die Forderungen nicht .erfüllen können, obwohl die
Gewichte ungehindert fallen können.
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Uni eine ;schnellere Betätigung zu erzielen, sind bei .einigen Bremssystemen
Federn vorgesieh en, um die Fallgewichte zu unterstützen, während andere eine Druckspeisung
besitzen, die ,m.t den fallenden Gewichten. kombiniert ist, um die notwendige Ge.-schwindigkeit
des Eingriffs zu erhalten. In beiden Fällen ist .die Trägheit der Gewichte noch
bis zu einem ,gewissen Maße wirksam, und- Fehler in den Federn durch Er=üdung oder
Bruch oder Fehler in :der Druckspeisung würden wieder die volle Wirkung ;der fallendem
Gewichte :auf das System auslösen.
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Verhältnismäßig viele Unfälle bei Förderungen rühren davon her, daß
.die Bediennxngsperslon beim Erreichen der Grenzen des Aufzuges. die Antriebskraft
versehentlich in der falschen Richtung einschaltet: Damit auch in diesem Fall die
Schutzeinrichtung wirksam wird, ist daher ein schnelles Einschalten ider Bremsen
erforrderlich, und :das Breimssystem sollte hierfür so trägheitslos wie möglich
sein.
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Es ist eine- Bremsvorrichtung bekannt, bei der die betriebsmäßige
Betätigung -der Bremse ohne direkte Einwirkung von Bremsgewichteal durch Druckluft
erfolgt. Die von -einem Diruckerzeuger kommende Speiseleitung stehe über ein Druckminderventil
rund einen Windkessel daueand mit der von der Kolbenstange freien und .daher größeren
Fläche eines doppelt wirkenden Steuerkolbens: in Verbindung. Zum Lösen der Bremse
wird die andere, kleinere Fläche des Steuerkolbens mit Druckluft heaufschlagt, die,
da in.,der zugehörigen Zuführungsleitung kein Dirucl@ninderventil angeordnet ist,
höher ;gespannt und infolge der Druckdifferenz in der Lage ist, den Steuerkolben
zu verschieben. Die Steuerung :dar Bremse verfolgt durch in, diese Zuführungsieinleitung
eingebaute Dreiwegehähne.
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Bei dieser bekannten Vorrichtung ist innerhalb des Bremszylinders
auf der dauernd von Druckluft beaufschlagten Seite noch lein zweiter Kolben angeordnet,
der durch Bremsgewichte belastet ist. Er wird durch die Druckluft derart verschoben,
daß die Bremsgewichte angehoben werden. Bei Ausbleiben, der Druckluft schieben die
Bremsgewichte dein Kolben wieder vor. Dieser wirkt über :den Steuerkolben auf das
Bremsgestänge derart ein, daß die Bremse angezogen wird.
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Diese bekannte Anordnung hat jedoch noch wesentliche Nachteile. So
bringt der Einbau des Druckmnderventils die Gefahr mit sich, daß bei Verslagen dieses
Ventils die Bremsen nicht gelöst werden. Es muß daher noch lein besonderes Sicherheitsventil
angeordnet sein. Hierdurch wird die Anlage in der Herstellung unnötig teuer und
unübersichtUch in .der Bedienung. Ferner ist sehr nachteilig, :daß der Steuerkolben
und der zweite Kolben in einem Zylinder angeordnet sind. Auf den mit den $remsgewichten
belasteten Kolben werden dadurch alle Druckschwankungen übertragen, die sich bei
Bewegung des Steuerkolbens zwangsläufig ergeben. Die Bremsgewichte werden unnötighin
und her bewegt, und Stöße lasse sich bei ischnellem und häufigem Schalten nicht
mit Sicherheit vermeiden.
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Die Erfindung geh st deshalb :einen anderen Weg. Sie besteht darin,
daß das durch einen Speicher auf einem bestimmten, Druck ,gehaltene Druckmedium,
beispielsweise eine Druckflflüs;svgkeit, mit der um das Maß der Kolhenstange kleineren
Flächen,des doppelt wirkenden Kolbens,dauernd und unmittelbar, mix der ,größeren
Fläche des Kolbens dagegen, über einen Steuerschieber in Verbindung steht, der zur
betriebsmäßigen Betätigung der Bremse durch einen Übertragungshebel steuerbar isst,
rund daß 'bei normalem Speisedruck die Bremsgewichte durch einen m einem Speicherzylinder
unter der Wirkung- der Druckflüssigkeit stehenden Kolben angehoben sind, dessen
Kolbenstange un,-aUhängig von der betriebsmäßigen Steuereinrichtung über eine Kupplungseinrichtung
mit dem Bremshebel verbunden ist. Bei dieser Bauweisa kann auf die Anordnung eines
Druckminderventils in die Rohrleitung, welche die Druckflüssigkeit auf die denernd
beaufschlagte Seite des Kolbens führt, verzichtet werden, sä daß die damit verbundene
Gefaihr,des Bloiekierens der Bremse nicht eintreten, lmmn. Dias Lösen :der Bremse
wird durch die Druckdifferenz bewirkt, die aus der Flächendifferenz beider Kolbenflächen
resultiert. Die neue Anr ordt@ung der Bremsgewichte ermöglicht es, daß die betriebsmäßige
Betätigung der Bremse erfolgen kann, ohne @daß hierbei die Bremsgewichte in irgendeiner
Weise beeinflußt werden. Sie werden vielmehr .in ihrer angehobenen Lage urverrückt
festgehalten rund können somit auch ihrerseits keine
nachteiligen
Rückwirkungen bei der betriebsmäßigen, Betätigung sauf die Bremsre bzw. ihre Steuerorgane
ausüben.
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Die Anordnung ist im einzelnen so: getroffen, daß die Bremsgewichte
ran einem mit der Kolbenstange dies Speicherkolbens gelenkig verbundenen Hebel angeordnet
sind, der um den gleichen Drehpunkt schwenkbar ist wie der Bremshebel und mit dem
letzteren durch einen mit Schlitz versehenen Gelenkarm verbunden ist, der bei normalem
Speise: druck die betriebsmäßige Betätigung des Brems.-liebel.s nicht behindert,
beim Ausbleiben des Spei.se,-druckes und Absinken des Kolbens sowie des Hebels Faber
den Bremshebel in die Bremsstellung drückt.
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Um zu verhindern, :daß ,auch stärkere Druckschwankungen der Druckflüssigkeit,
wie sie ins, -besondere bei schneller Schaltfolge auftreten können, nicht auf den
Speicherzylinder und seinen mit den Bremsgewichten verbundenen Kolben übertragen
werden, ist in der Zuleitung zum Speicherzylinder ein druckges,treuertes Sicherheitsventil
s.oiwie eine das Sicherheitsventil überbrückende, ein Rückschlagventil enthaltende
Rohrleitung angeordnet, wobei dias durch den normalen Speisedruck ,geschlossen ,gehaltene
Sicherheitsventil derart ab:-gestimmt ist, :daß @es erst "beim Absinken des Druckes
unter einen bestimmten Wert öffnet und dann dein Druck im Speicherzylinder absinken
sowie den Hebel fallen läßt, so, daß :der Bremshebel abwärts ,gedrückt und die Bremse
eingeschaltet wird. Das Rücks:chla@gventil hält also :den Druck im Speicherzylinder
konstant. Erst wenn der Druck der Druckflüssigkeit vor dem Sicherheitsventil unter
einen bestimmten Wert ;gesunken ist, der unterhalb der beim Schalten der Bremse
vorkommenden Druckschwankungen liegt, spricht das Sicherlieitsventil ;an.
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Die Erfindung sieht ferner vo;r, da.ß der Brems; kolben durch eine
mechanische Nachfolgeeinrichtung oder durch ein Ausgleichsgelenk mit dem Steuerkolben
des Steuerventils verbunden ist.
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Die Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden.. Im
folgenden soll, teilweise in schematischer Form, eineinfaches Beisspiel an Hand
der Zeichnung beschrieben werden. Die Einri.chtung benutzt Öl Tals Druckmittel und
,einten Speicher, in. dem das Ölunter bestimmtem Druck durch Pumpen gefördert wird,
um eine gleichmäßige Speisung zu erzielen, wie :dies im Fall von durch Fallgewichte
betätigten Bremsren bereits üblich ist.
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Die Bremse i ist von üblicher Konstruktion und wird in die Bremsstellung
durch Herunterdrücken des freien Endes dies Bremshebels 2, der auf der Bremssteuerwelle
3 befestigt ist, und in die ausgerückte Stellung durch Anheben des freien Endes
des Bremshebels 2 gebracht.
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Unterhalb des Endes des Bremshebels 2, der keine Gewichte besitzt,
ist eine Bremszylindereinrichtung q angeordnet, die aus .einem ges:chlos!senen Zylinder
besticht, in dem ein Kolben 5 wirksam ist. Die Kolbenstange 5a erstreckt sich aufwärts
und ist an das Ende des Bremshebels 2 an;elenkt. Die Bremseinrichtung ¢ ist doppelt
wirksam; d. h. sie besitzt einen Einlaß 6 oben und einen Eimaß 7 Bunten am Zylinder.
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Neben der Bremszylindereinrichtung q. befindet sich ein Steuerventil
8 üblicher Konstruktion mit einem Einlaß 9 nahe :dem einen Ende und einem Auslaß
i o nahe dem anderen Ende sowie einem mittleren Auslaß i i, der durch ein Rohr 12
an den Bodeneinla.ß 7 der Bremszylindereinrichtung q. angeschlossen isst. Der Kolben
13 :das Steuerventils 8 wird unmittelbar durch den in der Zeichnung nicht dargestellten
Bedienungshebel betätigt, mit dem er in irgendeiner Weise mechanisch verbrunden
ist.
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Der Speicher i q. ist :durch ein Rohr 15 an den oberen Einla.ß 6 der
Bremszylindereinrichtung q. und das erwähnte Rohr 15 durch ein Abzweigrohr i 5a
ran den Einlaß 9 des Steuerventils 8 ,angeschlossen. Dadurch wird der Speisredruck
des Speichers iq. über das Rohr 15 der Oberseite des Kolbens 5 zugeführt und dadurch
ein gleichbleibender Druck in, der Bremsrichtung erzeugt, solange der Speicher i
q. Druck zu liefern vermiag. Wenn dass Steuerventil 8 durch :den Steuerschiebier
13 so betätigt wird, daß Druck von dein Abzweigrohr i 5a :dem Rohr 12 zugeführt
wird, welches den mittleren Auslaß i i des Steuerventils mit dem unteren Eimaß 7
der Bremiszylindereinriehtung ¢ -verbindet, so wird er Unterseite des Bremnskolbens
5 Druck zugeführt. Dieser bewegt sich nun aufwärts, hebt den Bremshebel 2 rund schaltet
dadurch die Bremsen aus, weil :die größere Fläche; der Unterseite des Kolbens ausreicht,
um den konstanten Druck, der auf die Oberseite des Kolbens 5 wirkt, zu überwinden.
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Als Sicherheit gegen die ;an sich geringe Möglichkeit einer Leckwirkung
des Druckmediums durch den Kolben 5 hindurch, wenn dieser in der Brenissitellung
sich befindet, wobei die Leckmenge bestrebt ist, die Bremsen auszuschalten, .ist
der Kolben 5 der Bremszylindereinrichtung q. durch eine mechanische Nachfolgeeinrichtung
16 oder einen Ausgleichshebel mit dem Steuerkolben 13 des Steuerventils 8 verbunden.
Durch geeignete Bemessiung der Nachfolgeeinrichtung 16 wird das Steuerventil 8 leicht
geöffnet, um die Bremszylindereinrichtung q. durch den Auslaß i o und das Aus.-laßrohr
17 durch Absaugen zu entleeren, wenn der Steuerhebel :der Bedienungsperson in der
Brernsstellun.g sich befindet. Hierdurch kann: die etwaige Leckmenge :des Kolbens
5 frei austreten.
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Es ist notwendig, daß bei Ausbleiben oder Minderung des Speisedruckes
die Bremsien i auf Sicherheit fallen müssen, d. h. sie werden @unbedingt eingeschaltet.
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Ein bequemes Verfahren hierfür besteht darin, auf der Brem-sbetäti;gun
gswelle 3 einen Sicherheitshebel 18 schwenkbar anzuordnen, der an seinem
freien Ende Gewichte i9 trägt, wobei dieser Sicherheitshebel 18 durch einen Langschlitzhebel2o
od. dgl. mit dem Bremshebel 2 gekuppelt ist.
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Oberhalb des Sicherheitshebels 18 ist ein geschlossener Zylinder 21
angeordnet, der :einen Kolben 22 besitzt, dessen Kolbenstange 22a abwärts
gerichtet
und duxch -ein Gelenk- mit dem Sicherheitshebel 18 verbunden ist. Der Speicher
14 ist durch eine Rohrleitung 23 an den Zylinder 2 1 -auf. der Unterseite 'des Kolbens
22 angeschlossen, und in diesem Rohr 23 ist in .einem Gehäuse 4 ei .druckabhängiges
Sicherheitsventil 25 auf einem Stab 26 ;angeordnet, der mit einem Kolben 27 in einen
Zylinder 28 des Gehäuses 24 oberhalb des Rohures 23 verbunden ist. Der genannte
Stab 26 ist mit Gewichten 29 versehen., Ein Zweigrohr 3o von kleinerem Durchmesser
als das Hauptrohr 23 führt von der Speicherseite des Gehäuses 24 zum Zylinder
.28 unterhalb des Kolbens 27. Ein Nebenschlußröh'r 3 i ist weiterhin von der Speicherseite
des RühreS 23 bzw. des Gehäuse-S 24 zum Rohr 23 auf jder anderen Seite des Gehäuses
24 geführt, und in diesem Nebenschlußrohr 31 befindet sich ein einseitig wirkendes
Ventil 32 (Rückschlagventil).
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Wenn -der Druck in -der Druckleitung irgendeine Neigung zum Sinken
zeigt, z. B. wenn durch sehr schnelle Betätigung der BremszylindereinrichtUAg 4
eine plötzliche Entnahme aus dem Druckspeicher erfolgt, so, kann der Druck durch
das .einseitig wirkende Ventil 32 in der Nebenschluß--rohrleitung 31 gehalten
werden. Das Ventil 25 im Rohr 23 verhindert, Bdaß, der Sicherheitszylnderkolben:
22 bei jeder ' Entnahme aus dem Druckspeicher anaprich:t, solange der volle Druck
ausreicht und das Ventil 2 5 durch den " im Abzweigrohr 3o herrschenden Druck, der
den Kolben 27 anhebt, ;geschlossen ist. Ein Druckabfall in diesem Zweigrohr 3o unter
einen festgelegten - Wert läßt -den Kolben. 27 des Ventils 25 unter der Wirkung
seiner Gewichte 29 so weit abfallen, daß das Ventil .25 sich' .öffnet und den Druck
im Sicherheitszylinder 21 vermindert,, die Sicherheitsgewichte i 9 fallen läßt und
den Sicherheitshebel i8 abwärts schwenkt, bis er den Bremshebel2 herunterdrückt
und die Bremsen i einschaltet.
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Sollange der Druck ausreichft, sind .die Sicherheitsgewichte i 9 und
der Sicherheitshebel i 8 angehoben. In dieser Stellung gestattet der L:anglocharm
2o eine freie' Bewegung des Bremshebiels 2 in jeder Richtung ohne Behinderung. Sobald
aber <der Druck unter den Wert fällt, -der ziam Tragen dien Gewichte r9 @erfoxderlich
ist, fallen die Gewichte 19 und der Sicherheitshebel 18. Gleichgültig .ob :die Bremsen
sich in der Bremsstellung Moder der ausgerückten Stellung befinden, werden sie durch
dien Sicherheitshebel 18 betätigt, der auf .dem Bremshebel 2 drückt.
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Ein Druckausbleibsichalter 33 ist in das Druckrohe 15 eingeschaltet,
das vom Speicher 14 zur Bremszylindereiririchtung 4 führt, und ist so .eingerichtet,
@daß, wenn der Druck unter den festgelegten. Wert fällt, der Schalter 33 !unmittelbar
die Sicherheitsieinrichtung auslöst, die in irgendeiner ,geeigneten Weise. mit dem
Sclleber i 3 dies Steuerventils verbunden ist und dabei das Ventil 8 so weit -öffnet,
@daß die untere Seite der Brems; einrichtung 4 maximal entleert- wird.
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In das Entleerungsrohr 17 des Steuerventils 8 kann ein weiteres Ventil.
eingeschaltet werden, um, wie üblich, das Maß des Brems!eingriffcs zu überwachen.
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Die Sicherheitsbetätigung der Bremsen, außer beim Ausbleiben des Druckes,
ist ferner möglich durch (einen Einsgriff der Bedienungsperson, bei übermäßiger
Geschwindigkeit des rotierenden Teils bzw. bei zu schneller Bewegung der Fördertrommel
oder beim Anfahren in falscher Richtung. In a11 diesen Fällen werden :die Bremsen
i ohne Mitwirkung der Sicherheitsgewichte i9 betätigt und, wie bereits beschrieben,
werden die Sicherheitsgewichte i 9 nur in dem einen Fall wirksam, wo der Speisedruck
ausbleibt. Die bei den üblichen, durch Gewichte betätigten Bremsen benutzten Einrichtungen
zur Sicherheitsbetätigung können. bei dem oben beschriebenen System Anwendung finden.
- Brei dem erläuterten Beispiel wird Öl als Druckmittel benutzt, !das durch .das
Rohr 3 ¢ dem Speicher 14 zugeführt wird, doch können auch andere Druckmittel; wie
z. B. Dampf, Druckluft oder Wasser, angewendet werden. In diesen Fällen werden die
ölpumpen und der Speicher durch entsprechende andere Einrichtungen ersetzt, welche
die notwendige Kraftspeisung liefern.