DE2006464A1 - Hydraulische Bremsrolle - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. E Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl^Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

G IVX/h

Firma Deutsche Star Zügelhalter GmbH, Sohweinfurt 2,

Postfach 36/37

Hydraulische Bremsrolle,

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsrolle in Form eines um eine starre Welle drehbaren Hohlzylinders mit einer flüssigkeitsgefüllten Bremsanordnung, in welcher bei einer Rotation der Bremsrolle Flüssigkeit durch strömungshemmende öffnungen verschoben wird.

Bremsrollen werden im allgemeinen zwischen Laufrollen von Rollengängen eingebaut und haben die Aufgabe, die Geschwindigkeit der den Rollengang passierenden Last zu begrenzen, indem diese lasten jeweils nach Passieren einiger nicht gebremster Rollen über eine Brema-

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■rolle rutschen müssen.

Neben den mechanisch gebremsten Bremsrollen, welche den Nachteil aufweisen, daß sich die Bremsbeläge stark abnutzen und damit die Bremswirkung mit der Zeit sehr stark nachläßt, sind auch bereits hydraulische Bremsrollen verwendet worden, die jedoch im Verhältnis zu ihrer Aufgabenstellung in Rollengängen einen relativ zu großen Aufwand erforderten.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine hydraulische Bremsrolle zu schaffen, welche bei einfachem und billigem Aufbau eine wirksame Bremsung in Rollengängen besitzen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer hydraulischen Bnemsrolle der eingangs erwähnten Art gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagen, daß im Innern des Hohlzylinders zwischen starr mit der welle verbundenen Schiebelagerteilen ein quer zur Welle gleitend verschiebbarer, die Welle umfassender Schieber vorgesehen ist, der sich zwischen in Achsrichtung beabstandeten parallelen, starr mit der κ'/elle verbundenen, den Hohlzylinderquerschnitt ausfüllenden Seitenwänden erstreckt und der in seinen beiden der Innenwandung 'es Hohlzylinders benachbarten Endstellungen einen durch einen Einsatz des Hohlzylinders gebildeten flüssigkeitsgefüllten Raum in zwei Teilräume unterteilt, die sich bei Verdrehung der Bremsrolle gegenläufig ändern.

Ui e Schiebelager teile sind dabei vorzugsweise ebene, parallel zueinander verlaufende Führungswände mit außen daran anschließenden, zur Welle konzentrischen Zylindermantelsegmenten, wobei der Einsatz des Hohlzylinders ein entsprechend gekrümmtes, auf den Zylindermantelsegmenten gleitendes Wandelement aufweist, welches an seinen Endkanten durch parallel zur Welle gerichtete Querwände mit der Hohlzylinderinnenwand verbunden ist. Das zylindrische Wandelement des Einsatzes

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soll einen etwas kleineren Zentriwinkel aufspannen als die Zylindermantel Segmente der Lagerteile.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Schieber in einer Endstellung, in welcher er einen strömungshemmenden engen Querschnitt zwischen sich und der Zylinderinnenwand bildet, bei der Verschiebung der Bremsflüssigkeit durch diesen Querschnitt nicht in Richtung auf die andere Endstellung ausweichen kann, da in diesem Fall das entgegengesetzte Schieberende auf dem gekrümmten Wandelement des Hohlzylindereinsatzes aufsitzt. Infolge der oben genannten Bemessung, nach welcher das zylindrische Wandelement des Einsatzes einen etwas kleineren Zentriwinkel aufspannt als die Zylindersegmente der Lagerteile, wird der der augenblicklichen strömungshemmenden Öffnung entgegengesetzte Schieberteil etwas früher freigegeben, bevor der Einsatz mit seiner vorausgehenden Querwand an den Schieber anschlägt, um ihn durch direkten mechanischen Kontakt oder über den Druck der restlichen Bremsflüssigkeit nach unten in die zweite Endstellung zu verschieben.

Der Schieber selbst ist im Querschnitt im wesentlichen rautenförmig ausgebildet, indem an den Führungswänden der Schiebelagerteile anliegende Gleitwände des Schiebers in der Schieberichtung gegeneinander versetzt und durch im wesentlichen schräg zur Hohlzyiinderinnenwand verlaufende Wandteile verbunden sind. Diese Wandteile sind im Außenbereich, d. h. im Bereich der Kanten, die zur großen Diagonale der etwas verformten Raute gehören, so gekrümmt ausgebildet, daß sie jeweils in dem der Hohlzyiinderinnenwand nächstgelegenen Abschnitt unter Bildung eines engen Kanals zu dieser verlaufen.

Damit beim Freigeben des einen Schieberendes durch das

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gekrümmte Wandelement des Schiebers dieser nicht von der oberen Kante zwischen diesem Wandelement, und der daran anschließenden Querwand nach unten verschoben werden muß, was zu einer starken örtlichen Belastung und damit zur Gefahr einer Beschädigung der Schieberfläche führen könnte, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die in Rotationsrichtung der Bremsrolle vordere Querwand des Hohlzylinders zu diesem unter einem Winkel gemeigt ist, der im wesentlichen dem Neigungswinkel der schräg zur Hohlzylinderinnenwand verlaufenden Wandungsteile des Schiebers entspricht. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Anschlagen dieser Querwand an das jeweilige Wandteil des Schiebers die beiden flach aufeinandertreffen und dadurch eine Beschädigung entweder des Schiebers oder der Querwand praktisch ausgeschlossen ist. An dieser Stelle sei im übrigen nochmals darauf hingewiesen, daß das Verschieben des Schiebers von der einen Endstellung in die andere nicht ausschließlich durch den mechanischen Kontakt der Querwand mit dtm entsprechenden V/andteil des Schiebers erfolgt, sondern zumindest zum Teil auch durch den Strömungsdruck der restlichen, noch durch die strömungshemmende Öffnung zu verschiebenden Flüssigkeit.

Wie bereits erwähnt, ist die Ausdehnung des Schiebers in Schieberichtung so bemessen, daß beim Anliegen eines Schieberendes am zylindrischen Wandelement des Einsatzes aas jeweils andere unde einen geringen Abstand von der Innenwandung des Hohlzylinders aufweist.

Eine besonders einfache Montage der erfindungs^emaßen hydraulischen Bremsroile ergibt sich dadurch, daß die Schieberlagerteile abwechselnd an einer Seitenwand angeformt und in eine ihrem Querschnitt entsprechende

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Ausnehmung der anderen Seitenwand eingesetzt sind, so daß üiü üeitenwände von den beiden Seiten der Y/elle aufgesteckt werden und dabei gleichzeitig eine starre Anordnung der Schiebelagerteile ergeben.

Zur Abdichtung der Bremsrolle sind seitlich außerhalb der die Schiebelager teile tragenden Seitenv/ände Stirnwände vorgesehen, die über vorzugsweise beidseitig abgedichtete Radialkugellager auf der Welle laufen. Die weiter innen, vorzugsweise kantige, insbesondere quadratische Welle ist zu diesem Zweck weiter außen rund abgedreht. Die Abdichtung der Stirnwände gegenüber dem Zylindermantel kann beispielsweise über Rundschnurringdichtungen erfolgen.

Um die Bremsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Bremsrolle auch richtig auf die über sie hinweglaufenden Lasten zu übertragen, ist der Außenmantel des Hohlzylinders mit einer Gummischicht hoher Reibung überzogen, so daß nicht die Gefahr besteht, daß die Last zum größten Teil über die Zylinderaußenfläche gleitet und damit den Bremsmechanismus durch Verdrehen der Rolle überhaupt nicht oder nur zum geringen Teil betätigt.

Anhand des in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit v/eiteren Merkmalen näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Figur 1 einen Querschnitt senkrecht zur Achse einer

erfindungsgemäßen Bremsrolle und Figur 2 einen Längsschnitt durch die Achse der Anordnung flach Figur 1.

In den Figuren ist mit 1 der Hohlzylinder bezeichnet, auf dessen Außenmantel eine zum besseren Reibungskontakt zwischen der Bremsroile und den darüberrollenden

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Lasten dienender Gummibelag 2 aufgebracht ist. Im Innern des Hohlzylinders ist ein Ansatz 3 angeformt, der aus einem zylindermantelförmigen Wandelement 4 und Querwänden 5 und 6 besteht, die sich jeweils von einer Seitenwand 17 zur anderen Seitenwand 17 erstrecken. An den beiden Seitenwänden 17 ist jeweils ein Schiebelagerteil 13 angeformt und in eine entsprechende Nut der gegenüberliegenden Seitenwand zur starren Halterung eingesteckt, wobei jedes Schiebelagerteil aus einer ebenen Führungswand 14 und einem außen daran anschließenden, zur Welle 9 konzentrischen Zylindermantelsegment 15 besteht. Der Außenradius der Zylindermantelk segmente entspricht dem Innenradius des Wandungsteils 4 des Einsatzes 3, so daß dieses Wandungsteil 4 jeweils auf mindestens einem dieser Zylindermantelsegmente gleitet.

Die Seitenwände 17 sitzen über angeformte Buchsen 18 auf der starren ortsfesten Welle 9 mit rundem oder eckigem Querschnitt auf, so daß sie gemeinsam mit dem Schiebelagerteil bei einer Verdrehung der Bremsrolle ortsfest bleiben und sich dadurch der Schieber 8 - in Zeichnungsrichtung lediglich in der Schieberichtung von oben nach unten verschieben kann.

Der Schieber besteht aus zwei parallelen, an den Führungs- f wänden 14 der Schiebelagerteile 13 entlanggleitenden Gleitwänden 10, die in der Schieberichtung gegeneinander versetzt und durch schräg zur Hohlzylinderinnenwand verlaufende Wandteile 11 bzw. 12 miteinander verbunden sind. Nach außen zu verlaufen die Wandteile 11 und 12 gekrümmt derart, daß sie in den beiden äußersten Endbereichen 16, die jeweils in der einen oder der anderen Endstellung des Schiebers der Hohlzylinderinnenwandung benachbart sind, einen zur Hohl-

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zylinderinnenwandung verlaufenden Abschnitt bilden, der zusammen mit dem Hohlzylinder einen Durchtrittskanal für die zu verschiebende Bremsflüssigkeit bildet. Die gesamte Bremsrolle ist nach außen über Stirnwände 25 abgedichtet, die im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels nach außen gegenüber dem Hohlzylinder über Rundschnurdichtungsringe 21 abgedichtet sind und innen über beidseitig abgedichtete Kugellager 19 auf der im Bereich der Kugellager rundgedrehten Welle laufen« Diese Anordnung mit Rundschnurringen zur Außenabdichtung ist besonders geeignet bei einer Anordnung, die zum größten Teil aus Kunststoffspritzteilen besteht, während bei einem Aufbau der Bremsrolle, beispielsweise aus einer metallischen Hülse als Zylindermantel und metallischen Stirnwänden 25 diese auch miteinander verlötet oder verschweißt sein könnten. Bei der bevorzugten Ausbildung des Hohlzylinders und der Stirnwände 25 aus Kunststoff bestehen auch die Seitenwände 17 mit dem daran angeformten Schiebelagerteil 13 sowie der Schieber 8 aus Kunststoff.

Die Sicherung der beidseitig abgedichteten Radialkugellager 19 auf der Welle kann in einfacher Weise über Sprengringe erfolgen, die in eine Nut der Welle eingreifend das Kugellager jeweils nach innen pressen. Zur Füllung der Bremsrolle mit der entsprechenden Bremsflüssigkeit, beispielsweise mit öl, sind durch Stopfen 22 verschließbare öffnungen in den Stirnwänden 25 vorgesehen.

Bezugnehmend insbesondere auf Fig. 1 soll nunmehr das Funktionieren einer erfindungsgemäßen hydraulischen Bremsrolle erläutert werden. Der gesamte Innenraum zwischen dem Hohlzylinder und den abschließenden Stirnwänden ist zur Gänze mit der Bremsflüssigkeit gefüllt. Durch eine von rechts

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nach links in Richtung des Pfeiles 26 über die Bremsrolle gleitende Last wird diese aufgrund der guten Haftung über den Gummibelag 2 entgegen dem Uhrzeigersinn mitgenommen, so daß sich die Querwand 6 des Einsatzes 3 auf das obere Wandteil 12 des Schiebers zubewegt, so daß sich der zwischen der Querwand 6, dem Wandteil 12 und dem entsprechenden Teil der Hohlzylinderinnenwand begrenzte Raum ständig verkleinert. Das entsprechende Volumen an Bremsflüssigkeit muß somit den engen Kanal zwischen dem Bereich 16 des Wandteils 12 und der Hohlzylinderinnenwand passieren, der als strömungshemmende öffnung wirkend die Bremskraft fc zur Abbremsung der Bremsrolle und damit auch der über sie gleitenden Last hervorbringt.

Kurz bevor beim Weiterdrehen der Bremsrolle die Querwand im Übergangsbereich zum Wandelement 4 an den Schieber anstoßen würde, wird dieser am unteren Ende 16 vom Wandelement k freigegeben, da dieses Wandelement, wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, einen etwas kleineren Zentriwinkel aufspannt, als die Zylindermantelsegmente 15_f d. h. daß sie in Umfangsrichtung in Fig. 1 unterschiedliche Längen besitzen. Durch den Druck der noch im Raum A befindlichen Flüssigkeit sowie gegebenenfalls durch direkten mechanischen Kontakt der Querwand 6 an dem Wandteil 12 " des Schiebers wird dieser danach nach unten verschoben, wobei die strömungshemmende öffnung nunmehr zwischen dem Abschnitt 16 des unteren Wandteils 11 und der Zylinderwand gebildet wird. Diese neue strömungshemmende öffnung bildet sich automatisch dadurch, daß

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durch sie verschobenes öl infolge des erhöhten Druckes den Schieber nach oben zu pressen sucht, was jedoch infolge des Anliegens des Abschnitts 16 des oberen Wandteils 12 am zylindrischen Wandelement 4 nur so weit möglich ist, daß genau die vorberechnete, zur Erzielung der notwendigen Bremskraft erforderliche Kanalbreite zwischen den unteren Abschnitt 16 und der Zylinderinnenwandung entsteht.

Die Seitenwände 17 sind selbstverständlich an ihrem Außenumfang nicht gegen die Innenwand des Hohlzylinders abgedichtet, da ja die Seitenwände, wie bereits beschrieben, ortsfest bleiben sollen, während sich die Zylinderwandung an ihnen vorbeibewegt. Der lichte Abstand zwischen dem Außenumfang der Seitenwände 17 und der Innenwandung des Hohlzylinders soll jedoch wesentlich kleiner sein als die Breite des jeweils benötigten strömungshemmenden Schlitzes zwischen dem Abschnitt 16 und dem Hohlzylinder, damit nicht die Bremsflüssigkeit im Bereich A seitlich über die Kanäle zwischen den Seitenwänden und dem Hohlzylinder in den Raum zwischen den Seitenwänden und den Stirnwänden 25 ausweicht, um auf derunteren Seite auf dem gleichen Weg wieder zurückzukehren, wodurch natürlich die strömungshemmende Öffnung zwischen dem Schieber und der Hohlzylinderinnenwandung völlig sinnlos würde. Dies bedeutet, daß die Seitenwände 17 den Hohlzylinderquerschnitt so weitgehend ausfüllen, da;., gerade noch ein freies Gleiten der Zylinderinnenwand über die Außenkanten der Seitenwände möglich ist.

Ein Entweichen des Öls aus dem Kaum A unter Umgehung der durch den Schieber gebildeten strömungshemmenden öffnung zwischen dem Zylindermantelsegmet 15 und dem

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Wandelement 4 des Einsatzes ist ebenfalls dadurch ausgeschlossen, daß die beiden sehr eng benachbart aufeinander gleiten und somit praktisch keinen Zwischenraum für eine Verschiebung der Bremsflüssigkeit im Raum A freilassen.

In gleicher Weise muß auch der Schieber 8 in Achsrichtung der Anordnung, d.h. parallel zur Y/elle 9 den Abstand zwischen den beiden Seitenwänden 17 so weitgehend ausfüllen, daß auch zwischen den parallel zu den Seitenwänden 17 gerichteten Seitenkanten des Schiebers und den Seitenwänden selbst praktisch keine Verschiebung des üls stattfinden kann.

Die kurvenförmige Ausbildung der Wandteile 11 und hat neben ihrer Aufgabe der Bildung einer strömungshemmenden Öffnung den zusätzlichen Zweck, daß während des VerSchiebens des Schiebers durch die Querwand 6 diese parallel an dem jeweils an ihr anliegenden Teil des Wandteils 12 oder 11 anliegt, so daß ein sauberes ruckfreies Verschieben des Schiebers 8 zustandekommt.

Die Bremskraft läßt sich durch einfache Maßnahmen variieren und zwar einmal durch die Verwendung von Medien verschiedener Viskosität und zum anderen durch eine Veränderung der Spaltbreite zwischen dem Schieber und der Hohlzyiinderinnenwand, was durch einbau verschieden großer Schieber möglich ist.

Die Querwand 7 dient lediglich zur Versteifung des Einsatzes an derjenigen Stelle, an der er durch das Anschlagen am Schieber am stärksten belastet ist.

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Claims (10)

Patentansprüche

1./ Hydraulische Bremsrolle in Form eines um eine starre Welle drehbaren HohlZylinders mit einer flüssigkeitsgefüllt en Bremsanordnung, in welcher bei einer Rotation der Bremsrolle Flüssigkeit durch strömungshemmende Öffnungen verschoben wird, dadurch gekennzeichnet , daß im Innern des Hohlzylinders (1) zwischen starr mit der V/elle (9) verbundenen Schiebelagerteilen (13) ein quer zur V/elle gleitend verschiebbarer, die V/elle umfassender Schieber (8) vorgesehen ist, der sich zwischen in Achsrichtung beabstandeten parallelen, starr mit der V/elle verbundenen, den Hohlzylinder quer schnitt ausfüllenden Seitenwänden (17) erstreckt und der in seinen beiden, der Innenwandung des Hohlzylinders benachbarten Endstellungen einen durch einen Einsatz (3) des Hohlzylinders gebildeten flüssigkeitsgefüllten Raum in zwei Teilräume unterteilt, die sich bei Verdrehung der Bremsrolle gegenläufig ändern.

2. Hydraulische Bremsrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß die Schiebelagerteile (13) ebene, parallel zueinander verlaufende Führungswände (14) und außen daran anschließende zur Welle konzentrische Zylindermantelsegmente (15) enthalten und daß der Einsatz (3) des Hohlzylinders ein entsprechend gekrümmtes, auf den Zylindermantelsegmenten (15) gleitendes Wandelement (4) aufweist, welches an seinen Endkanten durch parallel zur Welle (9) gerichtete Querwände (5, 6) mit der Hohlzylinderinnenwand verbunden ist.

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3. Hydraulische Bremsrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Wandelement (4) des Einsatzes (3) einen etwas kleineren Zentriwinkel aufspannt, als die Zylindermantelsegmente (15) der Lagerteile.

4. Hydraulische Bremsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Führungswänden (14) der Schiebelagerteile (13) anliegende Gleitwände (10) des Schiebers (8) in Verschieberichtung gegeneinander versetzt und durch im wesentlichen schräg zur Hohlzylinderinnenwand verlaufende Wandteile (11, 12) verbunden sind.

5. Hydraulische Bremsrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandteile (11, 12) im Außenbereich (16) so gekrümmt ausgebildet sind, daß sie jeweils in dem der Hohlzylinderinnenwand nächstgelegenen Abschnitt unter Bildung eines engen Kanals parallel zu dieser verlaufen.

6. Hydraulische Bremsrolle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Rotationsrichtung der Bremsrolle vordere Querwand (6) des Hohlzylinders zu diesem unter einem Winkel geneigt ist, der im wesentlichen dem Neigungswinkel der schräg zur Hohlzylinderinnenwand verlaufenden Wandteile (11, 12) des Schiebers entspricht.

7. Hydraulische Bremsrolle nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung des Schiebers in Schieberichtung so bemessen ist, daß beim Anliegen eines Schieberendes (16) am zylindrischen Wandelement (4) des Einsataes das jeweils andere Ende einen geringen Abstand von der Innenwand des Hohlzylinders aufweist.

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8. Hydraulische Bremsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Schiebelagerteile (13) abwechselnd an einer Seitenwand (17) angeformt und in eine ihrem Querschnitt entsprechende Ausnehmung der jeweils anderen !Seitenwand (17) eingesetzt sind.

9. Hydraulische Bremsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die den flüssigkeitsgefüllten, den Schieber und die Seitenwände enthaltenden innenraum des Hohlzylinders abschließenden Stirnwände (25) über vorzugsweise beidseitig abgedichtete Radial-Kugellager (19) auf der Welle (9) laufen.

10.Hydraulisehe Bremsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß der Außenmantel des Hohlzylinders mit einer Gummischicht (2) hoher Reibung überzogen ist.

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