DE3600155A1 - Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

Description

Sicherheitsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung zum automatischen Steuern der Bewegung eines rotierenden Bauteils.

\./ Fluidisch betätigte Bremsen und Kupplungen haben Reibungselemente, die von einer Kolben/Zylinder-Anordnung nach außen gedruckt werden, wie beispielsweise in der US-PS 43 66 848 beschrieben. Schraubenfedern, die um äußere Montagestutzen der Kolben/Zylinder-Anordnung angebracht sind, bewirken, daß die Anordnung in ihren reibungsfreien, entspannten Ursprungszustand zurückkehrt, wenn der zugeführte Luftdruck entfernt wird. Im Innern der Anordnung ist eine flache scheibenförmige Feder angeordnet, die direkt von einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt wird.

Ty Die Sicherheitsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist zuverlässig, einfach herzustellen und ist für ein großes Einsatzgebiet geeignet. Sie kann in vielen Steuerungsfällen verwendet werden, wo beispielsweise mechanische Einrichtungen teilnehmen, speziell wo ein rotierendes Bauteil, wie beispielsweise ein Rad oder eine Welle, verwendet wird.

Die Sicherheitsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält ein Federsatz-Reibungsmodul, das dazu vorgesehen

ist, ein Sicherheitsmerkmal für die Installation an gewissen Arten von bekannten Bremsen und Kupplungen zu sein. Es sieht gewöhnlich genauso aus und hat gewöhnlich die gleiche Größe wie eine Bremse oder Kupplung, ein Reibungsmodul oder ein Bohrfutter üblicher Größe, um sicherzustellen, daß sie in entgegengesetzter Richtung in eine bestehende Bremse oder Kupplung eingesetzt werden kann, wo notwendig oder gewünscht, und kann vollständig mit einem in Modulbauweise erstellten Produkt der entsprechenden Produktlinie austauschbar sein.

Das Federsatz-Reibungsmodul arbeitet entgegengesetzt zu einer üblichen pneumatischen oder Luftdruckbremse, die Luftdruck dazu verwendet, den Bremszylinder zu betätigen, um den Bremskolben auszufahren. Das Federsatz-Reibungsmodul wirkt genau entgegengesetzt, indem es den Luftdruck dazu verwendet, den Kolben zurückzuziehen. Wenn nicht genügend Luftdruck im Zylinder ist, um den Kolben zurückzuziehen, dann bleibt der Kolben in der ausgefahrenen Stellung, sodaß die Sicherheitsvorrichtung als eine Bremse wirkt, um die Bewegung einer rotierenden Oberfläche, die dem Kolben gegenübersteht, zu unterbinden.

Die Sicherheitsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile. Sollte der Luftdruck in der Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung in irgendeiner Weise fehlerhaft sein, sollte beispielsweise die Druckluftzufuhr blockiert oder abgeschnitten sein, was zu einem merklichen Druckabfall oder zu einem völligen Ausfall des Luftdrucks führt, dann wird das Federsatz-Reibungsmodul, das in der Bremse oder Kupplung angeordnet ist, als Sicherheitsvorrichtung in Betrieb gesetzt, die ausgefahren und in die Bremsstellung bewegt wird. Wenn beispielsweise eine Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung am Abwickelstand einer Papiermaschine installiert

ist und wenn aufgrund einer Fehlbedienung oder eines Unfalls die Papiermaschine den gesamten Luftdruck verliert, dann wird die Federsatz-Sicherheitsvorrichtung, die für den Betrieb keinen Luftdruck benötigt, automatisch wie eine Bremse in Betrieb gesetzt, um ihren nichtrotierenden Sicherheitsbremsschuh in Berührung mit einem rotierenden Maschinenteil zu bringen, um den Betrieb der Maschine anzuhalten. Dies schützt das Bedienungspersonal nahe der Maschine vor Unfällen und schützt auch eine Beschädigung des von der Maschine hergestellten Produkts.

Ein weiterer Vorteil der Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung wird nachfolgend erläutert. Luftdruck, der einer Präzisionssteuerungseinrichtung in variierenden Größen zugeführt wird, macht die Sicherheitsvorrichtung auch als eine kontinuierliche Schlupfspannungsbremse verwendbar. Indem die Größe des dem Zylinder zugeführten Luftdrucks verändert wird, erhält man einen variablen Drehmomentbereich, während noch immer die Sicherheitsmerkmale des Federsatz-Reibungsmoduls aufrechterhalten bleiben.

Die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß sie in einer stationären, nichtrotierenden Weise festgehalten werden kann, um die Drehbewegung eines Bauteils, um das oder nahe dem sie angeordnet ist, anzuhalten.

Das Federsatz-Reibungsmodul besteht aus verschiedenen Teilen, einschließlich zwei Sätzen elastisch komprimierbarer Einrichtungen, beispielsweise Federn, die im hinteren Ende innerhalb des Reibungsmoduls angeordnet sind. Es gibt mehrere gleichartige Federn innerhalb eines Satzes von größerem Durchmesser und mehrere gleiche Federn eines zweiten Satzes von kleinerem Durchmesser. Die Federn

sitzen in einem Hohlraum, der im stationären hinteren Endteil der Sicherheitsvorrichtung ausgearbeitet ist, wobei mehr als eine Feder in jedem Hohlraum sitzt.

Gewöhnlich ist in dem Hohlraum eine große Feder angeordnet und wird an ihrem Außendurchmesser gehalten. Eine kleine Feder ist gewöhnlich innerhalb der größeren Feder untergebracht und von einem Zapfen innerhalb des Hohlraums gehalten.

Die Ausführungsform der Erfindung mit einer ersten Feder, die innerhalb einer zweiten Feder angebracht ist, hat den weiteren Vorteil, daß sie es erlaubt, in einem begrenzten, kompakten Bereich einen sehr viel größeren Luftdruck anzuwenden und auszugleichen, als wenn nur eine einzige große Feder verwendet würde. Diese Ausführungsform einer ersten Feder innerhalb einer zweiten Feder hat den weiteren Vorteil, daß, wenn eine der Federn durch Beschädigung oder Bruch ausfällt, die andere Feder noch immer als Sicherung oder Reserve funktionieren kann.

Die Federn werden an ihren Enden durch eine ringförmige Rille in einem kleinen Teil des stationären hinteren Endes der Sicherheitsvorrichtung am Platz gehalten. Das stationäre hintere Ende dient dazu, die Federsätze zusammenzudrücken, wenn Luftdruck in eine Kammer auf der Vorderseite eines flexiblen Bauteils der Kolben/Zylinder-Anordnung eingeführt wird. Das flexible Bauteil wird nach hinten bewegt, was bewirkt, daß das vordere Ende des Reibungsmoduls nach hintenbewegt wird, um die Federn zusammenzudrücken. Wenn der Luftdruck entfernt wird, dann erlaubt dies den Federn, sich auszudehen und nach außen zu entspannen, um einen Kolben, der den Bremsschuh trägt, in die Bremsposition zu bringen.

Das flexible Bauteil, das eine Membran sein kann, dient daher zweierlei Zwecken. Es ist nicht nur ein Teil des Arbeitsmechanismus für den Einfahr- und Ausfahrbetrieb, sondern dient auch als fluiddichte Dichtung zwischen dem stationären hinteren Ende und dem beweglichen vorderen Ende des Moduls. Das hintere Ende und das vordere Ende sind miteinander durch geeignete Befestigungseinrichtungen verbunden.

Das vordere Ende des Moduls nimmt eine Fluiddichtung auf, die einen fluiddichten Abschluß für den Kolbenteil am vorderen Ende bildet, um einen Verlust an Fluiddruck, beispielsweise Luft- oder Hydraulikdruck, während oder nach den Kolbenausfahr- und -einfahrhüben zu verhindern. Das vordere Ende dient auch als Begrenzung des Bewegungsweges des Kolbens, um zu verhindern, daß die Kolbenanordnung zu weit nach innen eingefahren oder zu weit nach außen, über den maximalen Hub hinaus ausgefahren wird. Das vordere Ende nimmt auch die Fluiddurchführungen für das Einleiten oder Ausleiten von Druckfluid, beispielsweise Luft, durch zwei oder mehr Kanäle auf, beispielsweise als entsprechend gestaltete Fittings, die in Bohrungen im vorderen Ende angeordnet sind.

Das vordere Ende nimmt einen Kolben auf, der eines der wirksamen Elemente der Kolben/Zylinder-Modulanordnung ist, weil er in der Lage ist, den nichtrotierenden, stationären Bremsschuh der Sicherheitsvorrichtung gegen die rotierende Brems- oder Kupplungsreibungsfläche auszufahren oder zurückzuziehen. Der Kolben am vorderen Ende, der gewöhnlich aus einem starken, zähen, festen Material besteht, nimmt Einrichtungen auf, die den Bremsschuh stationär und nichtdrehbar festhalten, und dient weiterhin dazu, den Bremsschuh zurückzuziehen, wenn der Kolben innerhalb des pneumatischen oder hydraulischen Zylinders

zurückgezogen wird.

Das vordere Ende mit dem Kolben und das hintere Ende sind aneinander durch geeignete Befestigungseinrichtungen verbunden, die das flexible Bauteil abgedichtet zwischen sich einschließen. Das vordere Ende und das hintere Ende können daher im zusammengebauten Zustand als eine Einheit oder ein Modul bewegt werden und können auch einfach demontiert werden, um es zu überprüfen oder um irgendwelche abgenutzten oder beschädigten Teile auszutauschen.

Das Modul enthält auch zwei Drehmomentzapfen aus einem starken, festen Material. Diese Drehmomentzapfen dienen dazu, jegliche Verdrehungsbewegung des Bremsschuhs zu unterdrücken, wenn die Bremse an einer rotierenden Fläche zur Anwendung gebracht wird. Diese Zapfen halten den Bremsschuh so stationär wie möglich und verhindern auch, daß der Bremsschuh in der zurückgezogenen Stellung von der Zylinderbremsanordnung abfällt. Die Drehmomentzapfen verbinden auch Drehmomentarmhalteplatten mit dem vorderen Ende und dem hinteren Ende des Bremsmoduls.

Die Drehmomentzapfen sind in Bohrungen durch die Drehmomentarmplatte eingesetzt und sind gegen die Rückseite des Gehäuses, gegenüber dem Kolben, umgehämmert. Die Drehmomentarmplatten dienen dazu, die Modulanordnung an dem Bremsmontagebügel zu halten, indem geeignete Befestigungseinrichtungen durch die Drehmomentarmplatten eingesetzt und an dem Montagebügel befestigt werden.

Allgemein gesagt, die Sicherheitsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist auf ein Federsatz-Reibungsmodul gerichtet, in welchem ein unter Druck stehendes Fluid einen Satz von Federn innerhalb des Moduls zusammendrückt, um eine Reibungsfläche im zurückgezogenen, von einer

rotierenden Fläche entfernten Zustand zu halten, und bei dem eine Verminderung dieses Fluiddrucks es dem zuvor komprimierten Federsatz ermöglicht, sich auszudehen und die zuvor zurückgezogene Reibungsfläche in Berührung mit der rotierenden Fläche zu bringen, und zwar mit einer ausreichenden Kraft, um deren Drehung anzuhalten.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Patentansprüchen hervor und ihre Vorteile und Einzelheiten sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Sicherheitsvorrichtung mit einem Reibungsbelag;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Sicherheitsvorrichtung nach Fig. 1 mit dem Reibungsbelag im eingezogenen Zustand;

Fig. 3 eine Bodenansicht der Sicherheitsvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 1 im ausgefahrenen Zustand des Reibungsbelags, wobei die Ansicht um 90° im Uhrzeigersinn gedreht ist;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 1 mit

dem Reibungsbelag im zurückgezogenen Zustand,

wobei die Darstellung um 90° im Uhrzeigersinn gedreht ist;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung, die auf einer drehbaren Welle montiert ist;

Fig. 7 eine Stirnansicht der Sicherheitsvorrichtung nach Fig. 6 längs der drehbaren Welle;

Fig. 8 einen Axialschnitt der Sicherheitsvorrichtung längs der Linie 8-8 von Fig. 7 im ausgefahrenen Zustand des Reibungsbelages;

Fig. 9 einen Schnitt der Sicherheitsvorrichtung längs der Linie 9-9 nach Fig. 7 im zurückgezogenen Zustand des Reibungsbelags;

Fig. 10 die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung, an einem drehbaren Rad angewendet;

Fig. 11 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 10 längs der Linie 11-11 von Fig. 10;

Fig. 12 die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung, angwendet an einer drehbaren Scheibe;

Fig. 13 die Anordnung nach Fig. 12 von der Seite;

Fig. 14 die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung, angewendet in Kombination sowohl mit einem drehbaren Rad als auch einer drehbaren Scheibe, und

Fig. 15 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 14.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Sicherheitsvorrichtung 1 nach der Erfindung mit einem Reibungsbelag 2. Der Reibungsbelag oder -schuh ist im Gebrauch stationär und unbeweglich. Damit ist gemeint, daß der Reibungsbelag 2 nicht-drehbar ist, jedoch in und außer Berührungskontakt mit einem rotierenden Bauteil hin- und herbewegbar ist. Wenn sich der Reibungsbelag 2 in Berührung mit dem

rotierenden Bauteil befindet, dann wird er eng anliegend als Teil der Sicherheitsvorrichtung so in Stellung gehalten, daß dieser Reibungsbelag unbeweglich, stationär und nicht-drehbar bleibt, während er wirksam ist. Der Reibungsbelag oder -schuh 2 besteht gewöhnlich aus einem Kohlenstoffmaterial mit einem Graphit-Basismaterial.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Sicherheitsvorrichtung

1 nach Fig. 2, wobei der Reibungsbelag 2 zurückgezogen ist, sodaß dieser fest auf einer oberen Halteplatte 3 der Sicherheitsvorrichtung aufsitzt. Die Oberseite 4 des Reibungsbelages 2 verläuft parallel zur Platte 3 und die Unterseite 5 (in Fig. 4 dargestellt) des Reibungsbelages

2 verläuft ebenfalls parallel zur Platte 3.

Wie in Fig. 1 dargestellt, hat der Reibungsbelag oder -schuh 2 zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Seiten oder Ränder und zwei konvex verlaufende Ränder, die die zwei parallelen Ränder miteinander verbinden. Jeder der konvexen Ränder des Belages 2 weist einen Schlitz 6 auf, der integral darin ausgebildet ist.

In den Schlitz 6 ist eine Halteeinrichtung 7 eingepaßt, beispielsweise ein Metalldrehmomentzapfen, der aus Messing besteht. Der Drehmomentzapfen 7 ist in Fig. 4 deutlicher zu erkennen. Diese Drehmomentzapfen 7 dienen dazu, die Verdrehungsbewegung des Reibungsbelages 2 zu verhindern, wenn die Sicherheitsvorrichtung an einer rotierenden Fläche, die abgebremst werden soll, zur Wirkung gebracht wird. Diese Sicherheitszapfen halten den Reibungsbelag so stationär wie möglich und verhindern auch, daß der Reibungsbelag von der Sicherheitsbremsvorrichtung abfällt, wenn diese sich im zurückgezogenen Zustand des Reibungsbelags befindet. Wie in Fig. 4 gezeigt, verbinden die Drehmomentzapfen 7 auch die obere Halteplatte 3 und die

untere Halteplatte 8 derart, daß dazwischen alle Elemente eingeschlossen sind, aus denen die Kolben/Zylinder-Anordnung der Sicherheitsvorrichtung besteht. Die Drehmomentzapfen 7 sind in Bohrungen durch die Drehmomentarmplatten 3 und 8 eingesetzt und abgeflacht oder auf die Rückseite der unteren Halteplatte 8 der Sicherheitsvorrichtung 1 umgehämmert.

Wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, dient ein Abstandshalter 9 dazu, den umgehämmerten Nietkopf des Drehmomentzapfens abzudecken und um die hintere Drehmomentarm- oder untere Halteplatte 8 bündig mit der Bodenseite des hinteren Teils der Sicherheitsvorrichtung zu halten. Dies kann man aus den Figuren 3,4 und 5 ersehen.

Die Sicherheitsvorrichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung enthält ein federbelastetes Modul, das dazu vorgesehen ist, eine Reibfläche zu beaufschlagen und als ein Sicherheitsmerkmal für den Einbau an gewissen Arten von Bremsen und Kupplungen verwendet zu werden. Die Figuren 2,4 und 5 zeigen, daß das Federsatz-Reibungsmodul ein vorderes Ende 10 und ein hinteres Ende 11 aufweist. Das vordere Ende 10 ist jener Teil des Moduls, der dem Reibungsbelag 2 benachbart ist. Das hintere Ende 11 des Moduls ist der dem Reibungsbelag 2 fernliegende Teil.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 1, wobei der Reibungsbelag 2 sich im von der Vorderseite der oberen Platte abgehobenen Zustand befindet. Diese Ansicht ist um 90° im Uhrzeigersinn gedreht.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 1, wobei der Reibungsbelag 2 zurückgezogen ist und benachbart der Vorderseite der oberen Platte 3 liegt, d.h. auf dieser aufliegt. Diese Ansicht ist im Uhrzeigersinn um

/ST

90° gedreht.

Eine Membran 12 trennt das vordere Ende 10 vom hinteren Ende 11, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Das vordere Ende 10 enthält einen Kolben 13, der einen Magnetring 14 trägt. Der Graphitreibungsschuh 2 trägt einen Stahlring

15 an seiner innenliegenden Oberfläche, die dem Magnetring 14 benachbart ist. Dieser Stahlring 15 dient dazu, den Reibungsbelag oder -schuh 2 sicher am Kolben 13 in Position zu halten.

Fig. 4 zeigt den Reibungsbelag 2 im nach außen, von der Halteplatte 3 entfernten, ausgefahrenen Zustand, in welchem er an der Oberfläche S eines drehbaren Bauteils R, das aus Gußeisen bestehen kann, in Anlage befindet. Fig. 5 zeigt den Reibungsbelag 2 im zurückgezogenen Zustand, in welchem er auf der oberen Halteplatte 3 aufliegt.

Wie die Figuren 4 und 5 zeigen, enthält die Sicherheitsvorrichtung eine Einrichtung, die eine erste Kammer 16 begrenzt und die aus einer fluiddichten Membran 12 aus Gummi oder einem flexiblen Tuch besteht, die teilweise auf einem ersten steifen Bauteil 17 aufliegt, das Teil des vorderen Endes 10 ist. Die Membran 12 hat von dem ersten steifen Bauteil 17 teilweise einen Abstand, um die Kammer 16 auszubilden, wie die Figuren 4 und 5 zeigen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist eine Einrichtung 18 zum Zuführen eines hydraulischen oder pneumatischen Fluides, wie beispielsweise Luft, unter Druck in die erste Kammer

16 vorgesehen. Diese Einrichtung 18 enthält eine Leitung, die am vorderen Ende 10 der Sicherheitsvorrichtung befestigt ist, und enthält auch eine Düse 19, die sich in die erste Kammer 16 öffnet. Die Einrichtung 18 wird auch dazu verwendet, das Fluid aus der Sicherheitsvorrichtung abzuleiten.

Al,

Die Sicherheitsvorrichtung enthält gemäß den Figuren 4 und 5 auch eine zweite Kammer 20, die der ersten Kammer 16 benachbart ist. Diese zweite Kammer wird von der flexiblen Membran 12 begrenzt, die teilweise ein zweites steifes Bauteil 21 berührt, das Teil des hinteren Endes 11 ist. Die flexible Membran 12 hat von dem zweiten steifen Bauteil 21 teilweise einen Abstand.

Gemäß den Figuren 4 und 5 ist ein drittes steifes Bauteil 22 innerhalb der zweiten Kammer 22 angeordnet und steht mit der flexiblen Membran 12 in Berührung. Das dritte Bauteil 22 hat vom zweiten steifen Bauteil 21 einen Abstand. Elastisch !compressible Einrichtungen 23 und 24 sind in der zweiten Kammer 20 angeordnet und berühren gleichzeitig das zweite steife Bauteil 21 und das dritte steife Bauteil 22. Diese elastisch kompressiblen Einrichtungen sind ein Satz von Metallfedern, die beispielsweise aus cadmierten oder mit Zink plattierten Klavierdraht-Druckfedern bestehen. Gewöhnlich sind sechs Federn in jedem der zwei Federsätze enthalten. Die sechs Federn 23 des einen Satzes sind einander gleich und sind von größerem Durchmesser als die sechs einander gleichen Federn 24 des zweiten Satzes die dementsprechend einen kleineren Durchmesser haben.

Die zwei Federsätze befinden sich in einem Hohlraum 25, der in dem stationären hinteren Endteil des steifen Bauteils 21 des metallischen Moduls ausgearbeitet ist, das gewöhnlich aus Stahl besteht, wobei die Feder 24 kleineren Durchmessers innerhalb der Feder 23 größeren Durchmessers sitzt und beide Federn in jedem Hohlraum 25 sitzen.

Eine größere Feder 23 ist in dem Hohlraum angeordnet und wird an ihrem Außendurchmesser erfaßt. Eine kleinere Feder 24 sitzt innerhalb der größeren Feder 23 und wird

von einem Zapfen 26 gehalten, der während der Bearbeitung des Hohlraums, insbesondere durch spanabhebende Bearbeitung, ausgebildet worden ist.

Die Ausführungsform mit einer ersten Feder, die innerhalb einer zweiten Feder angeordnet ist, hat den Vorteil, daß in einem begrenzten, kompakten Raum eine sehr viel größere Federkraft aufgebracht werden und gegenwirken kann, als wenn nur eine der größeren Federn verwendet würde. Diese Ausführungsform einer ersten Feder innerhalb einer zweiten Feder hat weiterhin den Vorteil, daß, wenn eine Feder beschädigt oder gebrochen sein sollte, die andere Feder noch immer eine Sicherungs- oder Ersatzfunktion ausführen kann.

Das zweite steife Bauteil 21 dient dazu, die Federn 23 und 24 zusammenzudrücken, wenn durch die Düse 19 auf die Vorderseite der Membran, die Teil der Kolben/Zylinder-Anordnung ist, Luftdruck in die Kammer 16 eingeführt wird. Die Membran 12 wird nach hintenbewegt, was zur Folge hat, daß das vordere Ende des Moduls nach hintenbewegt wird, um die Federn zwischen dem zweiten steifen Bauteil 21 und dem dritten steifen Bauteil 22 zusammenzudrücken. Wenn der Luftdruck ausreichend herabgesetzt ist, dann erlaubt dies den Federn sich zu entspannen und den Kolben 13 nach vorn zu bewegen.

Wenn immer ein unter Druck stehendes Fluid in die erste Kammer eingeleitet wird, dann wird die flexible Membran 12 von dem ersten steifen Bauteil 17 wegbewegt, um die Größe der ersten Kammer 16 zu steigern. Diese Größensteigerung kann man erkennen, indem man die Kammer 16 nach Fig. 4, in der diese relativ klein ist, mit der Kammer 16 in Fig. 5 vergleicht, in der diese Kammer relativ groß ist. Die flexible Membran 12 wird gegen das zweite steife

AB

Bauteil 21 bewegt, um die Größe der zweiten Kammer 20 aus dem Zustand nach Fig. 4 in den Zustand nach Fig. 5 zu verringern. Die Abnahme der Größe der zweiten Kammer 20 bewirkt auch eine Kompression der darin enthaltenen Federn 23 und 24 und bewegt den Reibungsbelag 2 mit seiner stationären Oberfläche von der sich bewegenden Oberfläche S des rotierenden Teils R weg, das beispielsweise eine rotierende Scheibe sein kann, wie in den Figuren 12 bis 15 gezeigt.

Wenn das Druckfluid aus der ersten Kammer 16 abgeleitet wird, dann wird die flexible Membran durch die Federn 23 und 24 gegen das erste steife Bauteil bewegt, um die Größe der ersten Kammer 16 zu vermindern. Dies kann man aus einem Vergleich der Figuren 5 und 4 erkennen. Während der Größenverminderung der ersten Kammer 16 findet eine Volumenvergrößerung der zweiten Kammer 20 statt. Auch dies geht aus einem Vergleich der Figuren 5 und 4 hervor, welch letztere das größere Volumen der zweiten Kammer 20 zeigt. Durch diese Volumenvergrößerung der zweiten Kammer 20 infolge der Ausdehnung der darin enthaltenen Federn 23 und 24 wird der Reibungsbelag 2 mit seiner stationären Oberfläche gegen die sich bewegende Oberfläche S des drehbaren Bauteils R gedrückt, dessen Drehbewegung nun angehalten wird.

Die Sicherheitsvorrichtung hat ein sich hin- und herbewegendes Bauteil, nämlich einen Kolben 13, der den Reibungsbelag 2 mit der flexiblen Membran 12 verbindet, wie die Figuren 4 und 5 zeigen. Dieser verbindende Kolben 13 ist im Axialschnitt im groben Y-förmig und stellt ein viertes steifes Bauteil dar mit einem mittleren Abschnitt 27 mit im Axialschnitt L-förmigen Armen 28 und 29, die durchgehend am mittleren Abschnitt 27 angebracht sind, wie aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich. Der Kolben 13 enthält

diesen mittleren Abschnitt 27, der ein zylindrisches Rohr ist und einen tellerförmigen Flansch aufweist, der integral damit derart ausgebildet ist, daß die äußeren Enden nach außen geführt sind, um die rechtwinkligen, L-förmigen Arme 28 und 29 auszubilden. Der mittlere Rohrabschnitt des Zylinders 27 ist hohl und weist ein Innengewinde für eine Befestigungseinrichtung 30 auf.

Dieser Verbindungskolben 13 enthält das vierte steife Bauteil 27, dessen L-förmige Arme 18 und 29 den Magneten 14 tragen, der seinerseits den Bremsbelag stationär hält. Die Vorderseite 4 ist stationär zu halten.

Der Verbindungskolben 13 enthält weiterhin an seinem anderen Ende die Einrichtungen zum Anbringen der Membran 12 daran. Diese Befestigungseinrichtungen bestehen aus den elastisch kompressiblen Federsätzen 23 und 24, die auf das dritte steife Bauteil 22 drücken, das seinerseits auf die flexible Membran 12 drückt, um diese fest gegen das vierte steife Bauteil 13 längs des mittleren Abschnitts 27 desselben zu drücken. Die Befestigungseinrichtungen enthalten weiterhin die Einrichtung 30 zum Verbinden des dritten steifen Bauteils 22 mit dem vierten steifen Bauteil 27, um die flexible Membran 12 dazwischen zu befestigen.

Ein Vergleich der Figuren 4 und 5 zeigt, daß, wenn Luftdruck durch die Düse 19 zugeführt wird, die flexible Membran 12 sich nach links, gegen die hintere Endwand 8 bewegt. Der Verbindungskolben 13 bewegt sich gegen die Rückseite des zweiten steifen Bauteils 21. Das Ende der Befestigungseinrichtung 30 ruht dann in einem vertieften Abschnitt 31 des steifen Bauteils 21.

Das dritte steife Bauteil 22 weist eine äußere Lippe 36

und eine innere Lippe 37 auf, um dazwischen die ineinandersitzenden Federsätze 23 und 24 aufzunehmen. Die äußere Lippe 36 weist außen einen glatt verrundeten Abschnitt auf, der an der Membran 12 anliegt.

Wie Fig. 4 zeigt, befindet sich zwischen der äußeren Lippe 36 und einem glatt verrundeten Abschnitt 38 des Bauteils 21 der Bereich der Kammer 16, innerhalb dem ein Teilbereich der Membran 12 bogenförmig in einer freihängenden Schleife 39 verläuft, die mit keinem der steifen Bauteile der Sicherheitsvorrichtung in Berührung steht. Diese freihängende Schleife 39 ermöglicht es der Kammer 16, ihre Größe zu steigern, wenn der Reibungsbelag 2 von dem Kolben 13 zurückgezogen wird, wie Fig. 5 zeigt, und erlaubt es der Kammer 16, die Größe zu verringern, wenn der Reibungsbelag 2 durch den Kolben 13, wie in Fig. 4 gezeigt, ausgefahren wird. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ruht die Schleife 39 auf einer Schulter 40, wenn der Reibungsbelag 2 vollkommen gegen die obere Halteplatte 3 zurückgezogen ist. Die Membran ist auf diese Weise gegen den dann herrschenden Fluiddruck auch im Bereich der Schleife 39 von hinten abgestützt.

Wenn sich der Kolben 13 von links aus der Position nach Fig. 4 nach rechts in die Position nach Fig. 5 bewegt, dann ist die Maximaldistanz, die der Kolben wandert, in Fig. 4 als Länge 32 eingezeichnet. Diese Weglänge 32 ist gleich der Distanz, um die das vordere Ende der Verbindungseinrichtung 30 sich bewegt, wenn es sich dem vertieften Abschnitt 31 in der Rückseite des zweiten steifen Bauteils 21 annähert. Diese Weglänge 32 ist auch gleich der Maximaldistanz, durch die die Kolbenarme 28 und 29 laufen, wenn diese Arme sich durch den Zylinderabschnitt der Sicherheitsvorrichtung bewegen, der durch den Zwischenraum zwischen der oberen Halteplatte 3 und der Vorderseite

7Λ

des ersten steifen Bauteils 17 begrenzt wird. Diese Weglänge 32 ist weiterhin gleich der Maximaldistanz, um die sich der mittlere Abschnitt der Membran 12, der mit dem dritten steifen Bauteil 22 verbunden ist, bewegt, wenn die Kammer 16 in den Zustand nach Fig. 5 vergrößert wird.

Wie Fig. 5 zeigt, sind das vordere Endteil 10 und das hintere Endteil 11 weiterhin durch zusätzliche Befestigungseinrichtungen 33, beispielsweise Metallschrauben, miteinander verbunden.

Wie die Figuren 1,2 und 3 zeigen, ist die Sicherheitsvorrichtung mit einem festen Aufbau verbunden, der beispielsweise ein Teil des Rahmens einer Maschine sein kann, an der die Sicherheitsvorrichtung als Bremszylinderanordnung verwendet werden soll. Die Sicherheitsvorrichtung 1 kann mit diesem festen Aufbau beispielsweise durch eine äußere Befestigungseinrichtung 34 verbunden sein, die ein Schraubbolzen sein kann.

Wie die Figuren 4 und 5 zeigen, teilt die Membran 12 das vordere Ende 10 von dem hinteren Ende 11 der Sicherheitsvorrichtung. Das vordere Ende 10 hat einen O-Ring 35 aus Silikongummi, der innerhalb des mittleren Abschnitts der Wand des ersten steifen Bauteils 17 angeordnet ist. Der O-Ring 35 schafft eine Dichtung für das vordere Endteil 10 um den Kolben 13, um einen Verlust an Fluiddruck, beispielsweise Luftdruck, während und nach dem Ausfahr- und Einfahrhub des Kolbens 13 zu verhindern. Wenn ein hydraulisches Fluid verwendet wird, dann können bekannte Dichtungseinrichtungen für hydraulische Fluide anstelle des 0-Ringes 35 aus Silikongummi verwendet werden.

Das vordere Ende der Sicherheitsvorrichtung dient auch als Hubbegrenzer, um zu verhindern, daß der Kolben 13

sich über seine Maximalhublänge 32 hinausbewegt. Das vordere Ende 10 dient auch als Lufteinlaßteil zum Zuführen und Ablassen von Luft durch die zwei geriffelten Schlauchfittings 18, die in das vordere Ende in Stufenbohrungen hineingeschraubt sind. Der Kolben 13 ist das Arbeitselement der Kolben/Zylinder-Anordnung, da er den nicht-drehbaren Reibungsbelag 2 gegen eine Brems- oder Kupplungsfläche S eines drehbaren Bauteils drückt bzw. davon zurückzieht.

Jedes Einzelteil der Sicherheitsvorrichtung, das mit der flexiblen Membran in Berührung gelangt, ist abgerundet und/oder ausreichend geglättet, um eine Beschädigung oder gar ein Einschneiden der Membran zu verhindern.

Die Sicherheitsvorrichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung kann dazu verwendet werden, nach Wunsch an einem frei drehbaren Teil, wie beispielsweise den drehbaren Wellen oder Reibungsflächen, wie in den Figuren 6 bis 15 dargestellt, reibend in Anlage zu kommen, oder um ein rotierendes Bauteil vollständig anzuhalten.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Sicherheitsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die an einer drehbaren Welle montiert ist. Fig. 7 zeigt eine Axialansicht der Sicherheitsvorrichtung nach Fig. 6 längs der drehbaren Welle gesehen. Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch diese Sicherheitsvorrichtung längs der Linie 8-8 von Fig. 7, wobei der Reibungsbelag ausgefahren ist und Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch die Sicherheitsvorrichtung längs der Linie 9-9 von Fig. 7, wobei der Reibungsbelag zurückgezogen ist.

In den Figuren 6,7,8 und 9 werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie in den Figuren 1-5, soweit dies

für die gleichen Teile möglich ist, mit der Ausnahme, daß in den Figuren 6-9 die Bezugszeichen um "200" für die übereinstimmenden Teile erhöht sind. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist auf eine vollständige Auflistung und nochmalige Diskussion all der Merkmale der Figuren 6-9, die mit jenen nach den Figuren 1-5 übereinstimmen, verzichtet, soweit dies für die Erläuterung der Ausführungsformen nach den Fig. 6-9 entbehrlich ist, sodaß anschließend nur die Unterschiede gegenüber den Figuren1-5 hervorgehoben werden sollen.

Die Sicherheitsvorrichtung 201 ist in den Figuren 6-9 dargestellt. Die Sicherheitsvorrichtung 201 enthält ebenfalls die Federsatz-Sicherungsmerkmale nach den Figuren 1-5. Wieder ist es die Aufgabe der Vorrichtung, eine Ausfallsicherung zum Abbremsen einer rotierenden Maschine darzustellen. Im Falle einer Situation, in der der Sicherheitsbremse der pneumatische Druck vorenthalten wird, um die Bremse im gelösten, nichtbetätigten Zustand zu halten, würde die Vorrichtung in Betrieb gesetzt, und sie würde mit Hilfe der sich entspannenden Federsätze genügend Druck und Drehmoment aufbringen, um die drehende Maschine stillzusetzen, an der die Sicherheitsvorrichtung angebracht ist.

Die Sicherheitsvorrichtung 201 besteht aus mehreren Einzelteilen, von denen viele mit der Sicherheitsvorrichtung 1 der oben beschriebenen Art austauschbar sind. Diese Vorrichtung hat ein zylindrisches Gehäuse 50, das auf einer drehbaren Welle 51 montiert ist. Dieses Gehäuse 50 wird von einem Nutkeil 52 und einer Feststellschraube 53, die in eine Schulter 54 einer Reibscheibe 55 eingeschraubt ist, und durch einen Stellring 56 mit Feststellschraube, der auf die innere Lagerschale 57 eines Kugellagers 58 am hinteren Ende 211 der Sicherheitsvorrichtung 201 stationär

gehalten. Der Nutkeil 52 und die Feststellschraube 53 befinden sich am vorderen Ende 210.

Das vordere Ende 210 der Sicherheitsvorrichtung enthält auch ein zweites Kugellager 59, das auf die Schulter 54 aufgepaßt ist. Die kombinierte Funktion der ersten und zweiten Kugellager 58 und 59 ist es, die Sicherheitsvorrichtung 201 konzentrisch zur Welle 51 laufend zu halten, wobei alle inneren Bauteile daran gehindert werden, die Welle zu berühren. Dies kann man in den Figuren 8 und 9 erkennen, wo ein berührungsfreier Toleranzabstand oder Spalt 60 zwischen der drehbaren Welle 51 und den nichtdrehbaren jedoch hin- und herbeweglichen Teilen der Sicherheitsvorrichtung aufrechterhalten bleibt. Der nicht-drehbare jedoch hin- und herbewegliche Reibungsbelag 202 wird unbeweglich und stationär gehalten, wenn er gegen die Bremsscheibe 55 gedrückt wird.

Während die Bremsscheibe 55 rotiert, wenn immer die tragende Welle 51 rotiert, sind alle anderen Bauteile fest und stationär. Wie Fig. 9 zeigt, wird dies durch Befestigung an einem Montagebügel (nicht dargestellt) zwischen einem festen, stationären Teil der Maschine und der Vorrichtung 201 erreicht. Zu diesem Zweck sind im Gehäuse 50 versenkte Bohrungen 61 und sind im hinteren Ende 211 Bohrungen 62 ausgebildet. Dies ermöglicht es der Reibbremsscheibe 50, zusammen mit der Welle 51 zu rotieren, während alle anderen Bauteile innerhalb des Gehäuses stillstehend gehalten werden.

Der stationäre, nicht-drehende Reibungsbelag 202 ist um die erste bewegliche Oberfläche oder die Welle 51 angeordnet und steht benachbart zur zweiten beweglichen Oberfläche oder Bremsscheibe 55, vermittels einem oder beiden der zwei Kugellager in den zwei Kugellagergehäusen 58 und

Wie die Figuren 8 und 9 zeigen, ist eine hin- und herbewegliche Einrichtung, nämlich ein Kolben 213 vorgesehen, der den Reibungsbelag 202 mit der flexiblen Membran 212 verbindet. Der Kolben 213 hat einen mittleren Abschnitt 227 mit einer durchgehenden zentrischen Bohrung, die einen Zwischenraum um die rotierende Welle 51 freiläßt, der es dem Kolben ermöglicht, frei über der Welle hin- und herbewegt zu werden. Der mittlere Abschnitt 227 weist an beiden Enden Gewinde auf, sodaß der tellerförmige, mit einem Gewinde versehene Flansch mit im Querschnitt rechtwinkligen, L-förmigen Armen 228 und 229 an einer Verbindung 63 mit dem Kolben verbunden werden kann. Am anderen Ende des mittleren Abschnitts 227 ist das dritte steife Bauteil 222 an einer Verbindung 64 auf das Gewinde aufgeschraubt.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist das erste steife Bauteil das Teil 217, das zweite steife Bauteil 221, das dritte steife Bauteil 222 und das vierte steife Bauteil der hin- und herbewegliche Kolben 213. Die Gewindeverbindung 64 ist Teil des mittleren Abschnitts 227 und ist Teil der Einrichtungen am hinteren Ende des vierten steifen Bauteils 223 zur Befestigung der flexiblen Membran 212. Diese Gewindeverbindung 64 ist daher Teil der Einrichtungen zum Verbinden des dritten steifen Bauteils 222 mit dem vierten steifen Bauteil 213, um die flexible Membran dazwischen zu befestigen.

Das Gehäuse 50, das aus Metall, beispielsweise aus Aluminium , besteht, dient dazu, die Sicherheitsvorrichtung 201 zusammenzuhalten. Das Gehäuse 50 gleitet axial über alle darin enthaltenen Bauelemente und wird im Innern durch die ersten und zweiten Kugellager in den Lagergehäusen 58 und 59 abgestützt. Das Gehäuse 50 wird durch die Befestigungseinrichtungen oder Metallschrauben 61, die in

Figuren 6,7 und 9 gezeigt sind, in der geeigneten Position gehalten.

Wenn ein Austausch des Reibungsbelags 202 notwendig wird, dann kann man den Grad der Abnutzung durch die Belüftungsschlitze 65 beobachten, die gleichmäßig um den Umfang des Gehäuses verteilt sind. Diese Schlitze 65 dienen auch dazu, Reibungswärme, die zwischen dem Belag 202 und der Scheibe 55 entsteht, in die Umgebung zu entlassen, um so die inneren Bauteile zu kühlen. Um die Reibungsbeläge 202 auszuwechseln, müssen die Schrauben 61 vom Gehäuse 50 entfernt werden und der Stellring 56 muß am hinteren Ende der Welle gelöst werden. Die zwei Luftschlauchfittings 218 werden gelöst und anschließend wird die innere Anordnung aus dem Gehäuse herausgezogen, sodaß der Reibungsbelag 202 sehr einfach zugänglich wird.

Zusammenfassend arbeitet die Sicherheitsvorrichtung 201 in der gleichen Weise, wie die Sicherheitsvorrichtung 1, da beide Sicherheitsvorrichtungen 1 und 201 ein Federsatz-Reibungsmodul enthalten. Die Vorrichtungen 1 und 201 unterscheiden sich jedoch voneinander darin, daß die Vorrichtung 1 für die Verwendung als eine Komponente einer Bremse oder Kupplung, allein oder in Mehrfachanordnung vorgesehen ist, um einen gewünschten Sicherheitsbereich oder Drehmomentfaktor zu erzielen. Die Sicherheitsvorrichtung 201 ist eine integrale Einheit, die dazu vorgesehen ist, bei Brems- oder Kupplungsvorgängen allein eingesetzt zu werden.

Die Sicherheitsvorrichtung kann in einem kontinulierlichen Schlupfbetrieb verwendet werden, bei welchem das Federsatz-Reibmodul in der eingezogenen Stellung verbleibt, wobei Luftdruck auf der Membran die Federn komprimiert. Wenn beispielsweise die Bedienperson einer Wickelmaschine vor-

zeitig den Luftdruck abstellt oder die Luftzuführung merklich vermindert, um damit eine saubere Betriebsart zu behindern, was zu einem Spannungsabfall in dem aufgewickelten Material führt, dann würde das Federsatz-Reibungsmodul wirksam werden und die Spannungsanforderungen wieder herstellen oder würde genügend Druck auf den Mechanismus ausüben, um ihn stillzusetzen. Dies würde jegliche Beschädigung des abzuwickelnden Produkts vermeiden oder würde Verletzungen des Bedienungspersonals verhindern, bis die Ursache des Problems gefunden und beseitigt ist oder die Maschine abgeschaltet worden ist. Die Federsatz-Reibungsmodule bewirken daher, daß die Sicherheitsvorrichtung den Ausfall des Bremssystems kompensiert. In einem rein nach Sicherheitsüberlegungen dimensionierten Betrieb würde eine Bremse oder Kupplung, die nur Federsatzmodule enthält, ruhen, bis es in einem solchen Notfall benötigt wird. Es würde dann in Betrieb springen, unter gesteuerten oder ungesteuerten Umständen.

Fig. 10 zeigt die Sicherheitsvorrichtung 1, verwendet in Kombination mit einem rotierenden Bremsrad 70. Während Fig. 10 die Anwendung dreier Sicherheitsvorrichtungen 1 zeigt, braucht ggf. auch nur eine solche notwendig zu sein, Fig. 10 zeigt auch, wie die Sicherheitsvorrichtung 1 vom Bremsrad 70 nach außen wegschwenkbar (in Phantomlinien 1A) an einer äußeren Befestigungseinrichtung 34 angebracht sein kann. Dies erlaubt es, die Sicherheitsvorrichtung 1 zu überprüfen, zu reparieren oder in periodischen Abständen auszutauschen. Diese Schwenkbarkeit der Sicherheitsvorrichtung 1 ist auch in gestrichelten Linien 1A in Fig. 12 gezeigt. Ein geschlitzter Kanal 95 in Fig. 14 dient auch als Einrichtung für diese Schwenkbewegung der Vorrichtung 1.

Fig. 11 zeigt einen Axialschnitt der Kombination nach

Fig. 10 längs der Linie 11-11 von Fig. 10. Das drehbare Rad 70 besteht aus zwei parallelen Scheiben 71 und 72, die auf gleicher Längsachse ausgerichtet sind, wobei die beiden Scheiben einander gleiche Durchmesser aufweisen. Diese zwei parallelen Scheiben 71 und 72 sind über einen mittleren Abschnitt 73 des Rades miteinander vereinigt. Eine drehbare Welle 74 ist innerhalb einer Bohrung im mittleren Abschnitt 73 des Rades 70 mittels einer Nutkeilverbindung drehfest angebracht.

Eine Mehrzahl von Kühlrippen 75 ist in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt auf jeder drehbaren Scheibe angeordnet. Diese Kühlrippen 75 erstrecken sich von einem Punkt etwa in der Mitte zwischen der Achse und dem äußeren Umfang einer jeden Scheibe radial nach außen.

Äußere Befestigungseinrichtungen 34 für die Sicherheitsvorrichtung 1 enthalten einen Bolzen, der durch einen Flansch 76 verläuft, der mit einem unbeweglichen, tragenden Aufbau (nicht dargestellt), wie beispielsweise einem Teil eines Maschinenrahmens benachbart der Sicherheitvorrichtung 1, verbunden ist. Eine Schraubenfeder 77, die ggf, um jeden Bolzen angeordnet ist, dient dazu, Schwingungen zu absorbieren und eine Bewegung der Sicherheitsvorrichtung 1 während des Gebrauchs aus der in Fig. 11 gezeigten Ausrichtung zu minimieren.

Die Sicherheitsvorrichtung 1 nach Fig. 11 wird über eine Druckluftleitung 78 mit Druckluft versorgt. Diese Sicherheitsvorrichtung enthält eine Tandemanordnung von Rücken an Rücken sitzenden Federsatz-Reibungsmodulen und hat zwei Reibungsbeläge 2 und 2A. Diese Reibungsbeläge 2 und 2A sind parallel zueinander und parallel zu den inneren Flächen der Scheiben 71 bzw. 72.

Obgleich Doppelsicherheitsvorrichtungen und zwei Reibungsbeläge, wie in Fig. 11 dargestellt, vorhanden sind, ist nur ein einzelner Reibungsbelag 2 notwendig, um in geeigneter Weise die Drehung des Rades 70 zu unterbinden.

Wenn ein ausreichender Luftdruck durch die Druckluftleitung 78 zugeführt wird, dann werden die beiden Reibungsbeläge 2 und 2A von den inneren Seitenflächen der beiden drehbaren Scheiben 71 und 72 weggezogen und berührungsfrei davon gehalten. Die Scheiben können dann frei rotieren, wenn das Rad 70 mit der Welle 74 umläuft. Wenn ein merklicher Abfall im Druck in der Druckluftleitung 71 auftritt, dann werden die beiden Reibungsbeläge 2 und 2A nach außen voneinander weggedrückt. Die Reibungsbeläge 2 und 2A gelangen dann in Berührung mit den umlaufenden Flächen der Scheiben 71 und 72, mit einer solchen Kraft, daß das Rad 70 und damit die Welle 74 angehalten werden.

Die Figuren 12 und 13 zeigen die Sicherheitsvorrichtung 1, verwendet in Kombination mit einer einzelnen Bremsscheibe 80. Die Sicherheitsvorrichtung 1 ist so aufgebaut
und angeordnet, daß sie die Bremsscheibe 80 nach Art eines Sattels umgreift.

Wie Fig. 13 zeigt, sind wenigstens zwei Sicherheitsvorrichtungen 1 vorgesehen, die parallel zur Scheibe 80 und zueinander auf entgegengesetzten Seiten der Scheibe 80 angeordnet sind. Äußere Befestigungseinrichtungen 34 dienen dazu, die Sicherheitsvorrichtungen 1 in dieser festen Beziehung zu sichern, indem die Sicherheitsvorrichtungen an einem L-fÖrmigen Montagewinkel 81 befestigt werden. Der Montagewinkel 81 ist mit einem unbeweglichen, festen Aufbau 82 verbunden.

Die Sicherheitsvorrichtungen nach Fig. 13 werden über die

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Druckluftleitungen 78 mit Druckluft versorgt. Die Sicherheitsvorrichtung enthält ein Paar solcher Sicherheitsvorrichtungen 1, die so angeordnet sind, daß die Reibungsbeläge 2 und 2A auf gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 80 und parallel zu dieser und einander gegenüberstehend angeordnet sind.

Obgleich hier ein Paar Sicherheitsvorrichtungen dargestellt ist, mit zwei Reibungsbelägen, sei doch betont, das ggf. nur eine einzige Sicherheitsvorrichtung mit nur einem Reibungsbelag ausreichen kann, um die Drehung der Scheibe 8 anzuhalten.

Wenn ausreichend Luftdruck durch die Leitungen 78 zugeführt wird, dann werden die beiden Reibungsbeläge 2 und 2A von der Bremsscheibe in entgegengesetzten Richtungen abgehoben. Die Bremsscheibe 80 kann dann frei um ihre Welle 83, auf der sie befestigt ist, drehen. Wenn der Druck in den Leitungen 78 ausreichend weit abfällt, dann werden die beiden Reibungsbeläge 2 und 2A ausgefahren, dih. gegeneinander und somit gegen die Bremsscheibe 80 bewegt, legen sich an diese an und halten sie und damit die Welle 83 schließlich an.

Die Figuren 14 und 15 zeigen die Sicherheitsvorrichtungen 1, die in Kombination mit einem drehbaren Rad, ähnlich dem Rad 70 nach den Figuren 10 und 11, und einer drehbaren Scheibe, ähnlich der Scheibe 80 nach den Figuren 12 und 13, angewendet sind. Das Rad 70 und die Scheibe 80 sind miteinander verbunden und rotieren miteinander um eine Welle 74 derart, daß sie koaxial und konzentrisch um die Welle 74 gehalten sind, die eine gemeinsame Drehachse bildet. Um die Beschreibung nicht unnötig auszudehnen, wird der Betrieb der Einzelteile 70 und 80 hier nicht nochmals erläutert.

JA

Die Figuren 14 und 15 zeigen auch, daß das gleiche Fluidzuführsystem 90 vorgesehen sein kann, um den Luftdruck und die Zuführgeschwindigkeit zu den Luftdruckleitungen 78 gleichzeitig zu steuern.

Dieses Steuerungssystem 90 dient dazu, den Luftdruck in den Übertragungsleitungen 91 und 92 zu beeinflussen. Dies wird in der Weise ausgeführt, daß der Druck in der Übertragungsleitung 91 zum Scheibendruckverteilen 93 mit dem Druck in der übertragungsleitung 92 zu dem Raddruckverteiler 94 koordiniert wird.

Luft unter ausreichendem Druck fließt durch die Übertragungsleitung 91 in den Scheibendruckverteiler 93, wo er nochmals auf die Leitungen 78 verteilt wird, die zu den Sicherheitsvorrichtungen 1 führen, die sattelartig zu beiden Seiten der Bremsscheibe 8 angeordnet sind. Luft unter gleichem ausreichendem Druck fließt durch die Übertragungsleitung 92 in den Raddruckverteiler 94, wo er nochmals auf die beiden Leitungen 78 verteilt wird, die zu den Sicherheitsvorrichtungen führen, die benachbart dem Rad 70 zwischen dessen Innenseiten angeordnet sind.

Solang wie der Luftdruck in dem Steuersystem 90 ausreichend ist, werden die Reibungsbeläge 2 und 2A eingezogen und außer Berührung mit den gegenüberstehenden rotierenden Flächen gehalten, sodaß diese frei drehen können. Wenn der Luftdruck bemerkenswert abfallen sollte, dann würde das Steuersystem 90 diesen Druckabfall koordinieren, um ihn über die Übertragungsleitungen 91 und 92 gleichmäßig zu übertagen. Dies würde den Druck in den Verteilern 93 und 94 ausgleichen, womit ein Druckausgleich durch alle Leitungen 78 an allen Sicherheitsvorrichtungen 1 erreicht wird. Daher würden alle Sicherheitsvorrichtungen 1 auf den Druckabfall reagieren, indem gleichzeitig die Reibungs-

beläge nach außen in Berührungskontakt mit den rotierenden Flächen gebracht werden. Die Drehbewegung der Bremsscheibe 80 und des Bremsrades 70 und daher der Welle 74 wird daher gleichzeitig angehalten.

Die Kombination der Sicherheitsvorrichtung 1 mit einem drehbaren Bremsrad 70 benachbart zu ihr und/oder einer benachbarten Bremsscheibe 80 ist eine Sicherheitsanordnung. Vorzugsweise sind das Rad 70 und die Bremsscheibe 80, wenn in Kombination verwendet, konzentrisch miteinander verbunden und koaxial auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet.

Claims (14)

Patentansprüche

1. Sicherheitsvorrichtung zum wahlweisen Beeinflussen der Bewegung einer bewegten Oberfläche mit Hilfe einer stationären Oberfläche, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung, die eine erste Kammer (16) ausbildet, enthaltend ein flexibles Element (12), das teilweise ein erstes steifes Bauteil (17) berührt und teilweise einen Abstand zu dem genannten ersten festen Bauteil (17) hat, eine Einrichtung (18) zum Zuführen eines Fluides unter Druck in die genannte erste Kammer (16), eine Einrichtung zum Ausbilden einer zweiten Kammer (20) benachbart der ersten Kammer, enthaltend das genannte flexible Element (12), das teilweise ein zweites steifes Bauteil (21) berührt und von diesem teilweise einen Abstand aufweist, ein drittes steifes Bauteil (22) innerhalb der zweiten Kammer (20), das das flexible Element (12) berührt und von dem zweiten steifen Bauteil (21) einen Abstand hat, eine elastisch kompressible Einrichtung (23,23) innerhalb der zweiten Kammer (20) und dazu angeordnet, gleichzeitig das zweite steife Bauteil (21) und das dritte steife Bauteil (22) zu berühren, und eine Einrichtung (13) zum Verbinden der stationären Oberfläche 4 mit dem flexiblen Element (12), sodaß, wenn das unter Druck stehende Fluid in die erste Kammer (16) eingeleitet wird, das flexible Element von dem ersten festen Bauteil (17) wegbewegt wird, um die Größe der ersten Kammer (16) zu vergrößern, und das flexible Element (12) gegen das zweite steife Bauteil (21) bewegt wird, um die Größe der zweiten Kammer (20) durch Zusammendrücken der elastischen Einrichtung (23,24) darin zu verkleinern, um die genannte stationäre Oberfläche (4) von der beweglichen Oberfläche (S) wegzu-

bewegen, und daß, wenn das unter Druck stehende Fluid aus der ersten Kammer 16 abgeleitet wird, das flexible Element gegen das erste steife Bauteil (17) bewegt wird, um die Größe der ersten Kammer (16) zu verringern, und das flexible Element (12) von dem zweiten steifen Bauteil (21) wegbewegt wird, um die Größe der zweiten Kammer (20) durch Expansion der genannten elastischen Einrichtung (23,24) darin zu vergrößern, um die stationäre Oberfläche (4) gegen die bewegte Oberfläche (S) zu bewegen.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die elastische kompressible Einrichtung eine Federeinrichtung (23,24) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Federeinrichtung eine erste Feder (24), die innerhalb einer zweiten Feder (23) angeordnet ist, enthält.

4. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verbindungseinrichtung ein viertes steifes Bauteil (13) enthält, das eine Einrichtung (14) aufweist, um die stationäre Oberfläche (4) an ihrem einen Ende zu tragen.

5. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Verbindungseinrichtung (13) weiterhin Einrichtungen (22,23, 24,30) an ihrem anderen Ende des genannten vierten steifen Bauteils (13) enthält, um das flexible Element (12) daran zu befestigen.

6. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Befestigungseinrichtungen die genannte elastisch kompressible Einrichtung (23,24) enthält, die auf das genannte dritte steife Bauteil (22) drückt, das seinerseits auf das flexible Element (12) drückt, um dieses fest an

dem genannten vierten steifen Bauteil (13) zu halten.

7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Befestigungseinrichtung weiterhin eine Einrichtung (30) zum Verbinden des dritten steifen Bauteils (22) mit dem vierten steifen Bauteil (13) aufweist, um das flexible Element dazwischen zu befestigen.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend eine Einrichtung (58,59) zum Positionieren der stationären Oberfläche um eine erste bewegliche Oberfläche und benachbart einer zweiten beweglichen Oberfläche.

9. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Positionierungseinrichtung wenigstens einen Satz von Kugellagern (58,59) in einem Lagerschalengehäuse(57,-) enthält.

10. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Positioniereinrichtung einen ersten Satz Kugellager (58) in einem ersten Lagerschalengehäuse (57) am einen Ende der Sicherheitsvorrichtung (201) und einen zweiten Satz Kugellager (59) in einem zweiten Lagerschalengehäuse am anderen Ende der Sicherheitsvorrichtung (201) enthält.

11. Sicherheitsanordnungskombination von wenigstens einer Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 und einem drehbaren Rad (70) benachbart der genannten Sicherheitsvorrichtung (1).

12. Sicherheitsanordnungskombination von wenigstens einer Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer rotierenden Scheibe (80) benachbart der genannten Sicherheitsvorrichtung (1).

13. Sicherheitsanordnungskombination von wenigstens zwei Sicherheitsvorrichtungen nach Anspruch 1 mit einem rotierenden Rad (70) benachbart der einen der zwei Sicherheitsvorrichtungen (1) und einer rotierenden Scheibe (80), die mit dem rotierenden Rad (70) verbunden ist und benachbart der anderen der zwei Sicherheitsvorrichtungen (1), wobei das Rad (70) und die Scheibe (80) konzentrisch miteinander verbunden und koaxial um eine gemeinsame Drehachse (74) angeordnet sind.

14. Sicherheitsvorrichtung zum selektiven Beeinflussen der Bewegung einer beweglichen Oberfläche mit Hilfe einer stationären Oberfläche, enthaltend ein Federsatz-Reibungsmodul (1) mit Einrichtungen (18) zum Zuführen eines Fluides unter Druck, um einen Satz von Federn (23,24) innerhalb des Modules zusammenzudrücken, um die stationäre Oberfläche zurückgezogen und im Abstand zur beweglichen Oberfläche zu halten, und bei der eine Verminderung dieses Druck es dem zuvor zusammengedrückten Federsatz (23,24) erlaubt, zu expandieren und die zuvor zurückgezogene stationäre Oberfläche in Berührung mit der bewegten Oberfläche zu bringen, mit ausreichender Kraft, um deren Bewegung anzuhalten.