DE8816594U1 - Bremseinrichtung für einen Schubmotor - Google Patents

Description

R 4572 J.M. Voith GmbH Kennwort: "Schubmotorbremse" Heidenheim Bremseinrichtung fUr einen Schubmotor

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung zum Angriff an der Kolbenstange eines Schubmotors.

Aus der DE-OS 21 "2 809 ist ein Schubmotor mit einer Einrichtung zur mechanischen Verriegelung eines Kolbens in dessen beiden Endstellungen bekannt. Hierzu ist die Kolbenstange mit umlaufenden Nuten versehen, in welche in den beiden Erstellungen ein Kugeigesperre eingreift. Das Gesperre ist zur Freigabe der Kolbenstange und des Kolbens durch Druckbeaufschlagung eines Verriegelungskolbens entriegelbar. Zwischen den Endstellungen Übt das Gesperre keine die Kolbenbewegung beeinflussende Wirkung aus.

Es sind ferner auf dem Markt befindliche Schubmotoren mit einer Klemmeinrichtung bekannt, welche an der Kolbenstange angreift und den Kolben in Jeder beliebigen Stellung zwischen seinen beiden Endstellungen klemmt, d.h. verriegelt. Die Klemmeinrichtung weist eine die Kolbenstange umschließende, längsgeschlitzte Konushülse auf, welche von einer passend geformten, längs-

verschiebbaren Hülse übergriffen ist, an der eine Druckfeder zum Erzielen der Klemmkraft angreift. Diese ist durch Druckbeaufschiagung eines der Feder entgegenwirkenden Kolbens aufhebbar. Mit dieser Klemmeinrichtung kann über längere Zeit die Stellung des Kolbens gehalten oder bei Ausfall des Druckmediums eine weitere Bewegung des Kolbens blockiert werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Bremseinrichtung für Schubmotore zu schaffen, mit der die an der Kolbenstange angreifende Bremskraft über einen breiten Wirkungsbereich feinfühlig dosiü-rbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des -eanspruchs 1 angegebenen Werkmale gelöst.

Die Lösung ist insofern vorteilhaft, als durch die Oruckbeaufschlagung der Bremsbacken radial zur Kolbenstange gerichtete, unmittelbar an der Kolbenstange wirkende Normalkräfte erzeugt werden, welche die Bremskraft hervorrufen. Dabei ist die Größe der Bremskraft durch entsprechende Steuerung der Druckbeaufschlagung der Bremsbacken in einem weiten Bereich einstellbar. Der direkte Angriff des Expandierkörpers an den die Bremskraft erzeugenden Bremsbacken wirkt sich besonders vorteilhaft auf die Genauigkeit der Bremskraftbemessung aus. Mit einer derartigen Bremseinrichtung lassen sich gezielt und besonders wirkungsvoll Längsvchwingungen der Kolbenstange dämpfen, was von besonderem Vorteil für den Einsatz des Schubmotors in dynamischen Systemen ist, z.B. in Wickelmaschinen der Papier erzeugenden und verarbeitenden Industrie.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteransprUchen gekennzeichnet.

Durch die im Pflnspruch 2 angegebene Maßnahme werden aus einer Kreisringscheibe Bremsbacken erzeugt, die fUr den Angriff des Expandierkörpers eine relativ große Fläche, nämlich die Umfangsflache der Kreisringscheibe bereitstellen. Damit kl'men durch niedrige Drücke des den Expandierkörper beaufschlagendpn Mediums dennoch ausreichend hohe Bremskräfte erzeugt werden, weil der niedrige Flächendruck in hohe Normalkräfte der Backen umgesetzt wird. Die Bremseinrichtung ist daher zur Anwendung des Mediums Druckluft besonders geeignet.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Pftnspruch 3 ist herstellungstechnisch vorteilhaft, weil die Bremsbacken durch Viertelung der Kreisringscheibe mit zwei sich kreuzenden Trennschnitten einfach zu fertigen sind.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Pntanspruch k ist die Angriffsfläche der Bremsbacken fUr den !Zxpanaierkörper erheblich vergröGert, so daß die Druckbeanspruchung des Expandierkörpers bei gleichbleibend hoher Bremswirkung gegenüber Bremsbacken mit kleinerer Angriffsfläche herabgesetzt werden kann, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Expandierkörpers auswirkt.

Die Maßnahme nach aeanspruch 5 findet vorteilhafterweise Anwendung, wenn statt des unmittelbaren Angriffs der Bremsbacken an der Kolbenstange die Wirkung von hohe Reibungswerte aufweisenden Bremsbelägen genutzt werden soll, die bei Verschleiß einfach austauschbar sind.

Durch die im anspruch 6 gekennzeichnete Ausgestaltung der Erfindung wird eine die Längsabmessung des Zylinders in geringem Maße vergrößernde Anordnung der Bremseinrichtung erzielt. Außerdem wird die der Bremskraft entsprechende Reaktionskraft unmittelbar auf den Zylinder abgeleitet. Ferner ist der ohnehin einer Drehbearbeitung unterworfene Zylinderkopf mit geringem zusätzlichen Aufwand zur Aufnahme der Bremseinrichtung herstellbar .

Mit Jer Maßnahme nach Panspruch 7 ist sichergestellt, daß die Bremsbacken im Gehäuse einen zur ordnungsgemäßen Funktion «rforderlichen gegenseitigen Abstand einhalten. Eine einfache Lösung zur Sicherstellung der gegenseitigen Zuordnung der Bremsbacken ist im aeanspruch &thgr; angegeben.

Die im -P^nspruch 9 gekennzeichnete Ausgestaltung der Erfindung mindert die Reibung und den Verschleiß von Bremsbacken und Gehäuse, was sich vorteilhaft auf die Genauigkeit der Bremskrafteinstellung und Lebensdauer der Bremseinrichtung aus wirkt.

AusfUhrungsformen für den Expandierkörper sind im enfe/nspruch 10 angegeben. Derartige AusfUhrungsformen sind vorteilhaft, weil das Druckmedium innerhalb des Expandierkörpers wirkt. Aufwendige Dichtmaßnahmen gegenüber angrenzenden Gehäuseteilen sind daher nicht erforderlich.

Durch die Maßnahme nach janspruch 11 wird eine synchrone Beaufschlagung aller Bremsbacken der Bremseinrichtung erzielt.

Zum Schutz des Schlauches vor Verletzung, insbesondere im Bereich zwischen benachbarten Bremsbacken, dient die Ausgestaltung der Erfindung nach aeanspruch 12.

Mit der Weiterbildung der Erfindung nach .aeanspruch 13 kann dagegen bei Ausfall eines Druckkissens die Funktion der Bremseinrichtung in einem gewissen Ausmaß aufrechterhalten werden, wenn die Ansteuerung der Druckkissen mit dem Druckmedium voneinander unabhängig erfolgt.

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinderkopf eines Schubmotors mit einer Bremseinrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 durch die Bremseinrichtung.

Ein mit 10 bezeichneter Schubmotor ist mit einer im Zylinderkopf 11 angeordneten Bremseinrichtung 12 für den Angriff an der Kolbenstange 13 des Motors ausgestattet (Fig. 1). Der Zylinderkopf 11 hat eine konzentrisch zur Längsachse 14 der Kolbenstange 13 verlaufende kreiszylindrische Ausdrehung 15, welche auf der vom Zylinder 16 des Schubmotors 10 abgewandten Seite durch einen Deckel 17 verschlossen ist. In der Ausdrehung 15 des zusammen mit dem Deckel 17 ein Gehäuse fUr die Bremseinrichtung 12 bildenden Zylinderkopfs 11 sind radial zur Kolbenstangenachse 14 bewegbar geführte Bremsbacken 18 angeordnet. Diese sind als Teile einer Kreisringscheibe ausgebildet und erstrecken sich in einer rechtwinklig zur Kolbenstangenachse 14 verlaufenden Ebene. Die durch zwei sich rechtwinklig kreuzende Trennschnitte aus der Kreisringscheibe erzeugten vier Bremsbacken 18 sind in gleichmäßiger Teilung um die Kolbenstange 13 angeordnet (Fig. 2). Auf ihrer von der Kolbenstange 13 abgewandten Seite sind die Bremsbacken 18 mit einem Flansch 19 versehen. Dieser bildet eine Angriffsfläche fUr einen auf der von der Kolbenstange 13 abgewandten Seite der Bremsbacken 18 in der Ausdrehung 15 des Zylinderkopfs 11 angeordneten Expandierkörper in Form eines Druckschlauchs 20.

10 nanscnseiiig umnunenae uruckschlauch 20 ist als Flachschlauch ausgebildet. Ein aus dem Zylinderkopf 11 austretender Stutzen 21 des Druckschlauchs 20 ist für den Anschluß an eine nicht dargestellte Einrichtung zur steuerbaren Beaufschlagung des Expandierkörpers mit einem Druckmedium, vorzugsweise Druckluft, vorgesehen. Zwischen den Druckschlauch 20 und die Bremsbacken 18 ist ein Gummiband 22 ais Schonschicht für den Druckschlauch eingelegt.

Kolbenstangenseitig sind die Bremsbacken 18 mit einer Ausnehmung 23 zur Aufnahme eines Bremsbelages 24 versehen. Außerdem sind entlang beiden Stirnseiten der Bremsbacken 18 konzentrisch

zur Kolbenstangenachse 14 verlaufende Gleitscheiben 25 in das vom Zylinderkopf 11 und dem Deckel 17 gebildete Gp^äuse für die Bremseinrichtung 12 eingelegt. Die Bremsbacken 18 sind unverdrehbar in der kreiszylindrischen Ausdrehung 15 des Gehäuses gefUhrt, und zwar durch je einen im Zylinderkopf 11 feststehend angeordneten Stift 26, welcher in eine radial zur Kolbenstangenechse 14 verlaufende Nut Zi der Backen eingreift.

Die Höhe der Bremskraft an der Kolbenstange 13 des Schubmotors 10 J.iit durch den Druck des auf den Expandierkörper einwirkenden Druckmediums steuerbar. Die Rückstellung der durch das Druckmedium gegen die Kolbenstange 13 gepreQten Bremsbacken 18 kann nach Druckabbau durch eine nicht dargestellte, am Flansch 19 der Backen angreifende Rückstellfeder unterstützt werden.

In Abwandlung des beschriebenen AusfUhrungsbeispiels kann die Bremseinrichtung 12 auch in einem separaten Gehäuse angeordnet sein, welches stirnseitig am Zylinderkopf 11 befestigt ist. In Abhängigkeit von der gewünschten Bremswirkung können die Bremsbacken 18 aus Messing oder Bronze bestehen und unmittelbar an der Kolbenstange 13 angreifen. Ferner kann anstelle eines einzigen Expandierkörpers, der an allen Bremsbacken 18 angreift, auch jedem einzelnen Bremsbacken ein eigener Expandierkörper, z.B. in Form eines Druckkissens, zugeordnet sein. Die An;.ahl der Bremsbacken kann auch mehr als vier betragen.

Heidenheim, 25.10.88
O5O6k/HKa/Srö 51-56

Claims (13)

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1. Bremseinrichtung zum Angriff an der Kolbenstange eines Schubmotors,"dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (12) radial zur Kolbenstangenachse (14) bewegbar geführte Bremsbacken (18) in einem Gehäuse (Zylinderkopf 11, Deckel 17) aufweist, in dem auf der von der Kolbenstange (13) abgewandten Seite der Bremsbacken wenigstens ein mit einem Druckmedium beaufschlagbarer Expandierkörper (Druckschlauch 20) zur Bremskrafterzeugung angeordnet ist.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (18) als Teil einer Kreisringscheibe ausgebildet sind, welche sich in einer rechtwinklig zur Kolbenstangenachse (14) verlaufenden Ebene erstreckt.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise vier Bremsbacken (18) in gleichmäßiger Teilung um die Kolbenstange (13) angeordnet sind.

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kolbenstange (13) abgewandte Seite der Bremsbacken (18) als Flansch (19) ausgebildet ist mit einer gegenüber der kolbenstangenseitigen Backenfläche größeren Angriffsfläche für den ExpandierktJrper (Druckschlauch 20).

5. Bremseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (18) mit einem in einer Ausnehmung (23) eingelegten Bremsbelag (24) versehen sind.

6. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse von einem Zylinderkopf (11) des Schubmotors (10) gebildet 1st, welches die Bremsbacken (18) und den Expandierkörper (Druckschlauch 20) in einer kreiszylindrischen Ausdrehung (15) aufnimmt und mit einem Deckel (17) auf der vom Zylinder (16) des Schubmotors abgewandten Seite verschlossen ist.

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (18) in der kreiszylindrischen Ausdrehung (15) des Gehäuses (Zylinderkopf 11, Deckel 17) unverdrehbar geführt sind.

8. Bremseinrichtung·nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (18) stirnseitig eine radial zur Kolbenstangenachse (14) verlaufende Nut (27) aufweisen, in die ein feststehender Stift (26) eingreift.

9. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß entlang beiden Stirnseiten der Bremsbacken (18) Je eine konzentrisch :·. jr Kolbenstangenachse (14) verlaufende Gleitscheibe (25) in das Gehäuse (Zylinderkopf 11, Deckel 17) eingelegt ist.

10. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Expandierkörper als Schlauch (20) oder Druckkissen ausgebildet ist.

11. Bremseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (20) an allen Bremsbacken (18) angreift.

12. Bremseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schlauch (20) und den Bremsbacken (18) eine Schonschicht (Gummiband 22) angeordnet ist.

13. Bremseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bremsbacken (18) ein Druckkissen zugeordnet ist.

Heidenheim, 25.10.88
0506k/HKa/SrÖ/58