[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremseinrichtung für das Anhalten, Festhalten
und Positionieren von kolbenstangenlosen Arbeitszylindern, vorzugsweise fluidgetriebenen
kolbenstangenlosen Arbeitszylindern, die mittels eines umlaufenden Ubertragungsgliedes,
z.B. eines Stahlbandes, einer Kraftbrücke, eines Megnetfeldes oder dgl. die Antriebskraft
des sich im Zylinderrohr hin und her bewegenden Kolbens auf eine Kraftabnahme, die
sich ausserhalb des Zylinderrohres entsprechend der Kolbenbewegung in gleicher oder
entgegengesetzter Richtung bewegt, übertragen, wobei die Bremseinrichtung von einem
Fluid, einer Feder oder dgl. betätigbar ist.
[0002] Antriebe allgemein, so auch fluidgetriebene kolbenstangenlose Antriebe müssen z.B.
exakt angehalten, festgehalten und auch positioniert werden können, sollen sie einer
Vielzahl von Aufgaben voll gerecht werden. Das Abbremsen eines solchen Antriebes,
z.B. eines Pneumatikzylinders, eines sogenannten Bandzylinders oder dgl. ist praktisch
schwierig zu lösen. Dies liegt in der Natur dieser Antriebe bedingt, vor allem, wenn
das Antriebsmittel ein kompressives Fluid, z.B. ein Gas ist und ausserdem sich noch
ändernde Belastungen des Antriebes zusätzlich auswirken.
[0003] So wurde bereits vorgeschlagen, für die axialbewegbare Kolbenstange eines Pneumatikzylinderantriebes
eine Feststellbremse festsitzend auf dessen Zylinderkopf anzubringen. Die Feststellbremse
besteht dabei im wesentlichen aus einem am Zylinderkopf befestigten Aluminiumgehäuse,
einem Exzenter mit Kupplungshebel und einem einfach- oderdoppeltwirkenden Pneumatikzylinder.
Dabei wird die Kolbenstange des Antriebes innerhalb des Exzenters geführt und innerhalb
des Aluminiumgehäuses gleitend gelagert. Auch vom Innendruck im Zylinder abhängige,
als Sicherheitseinrichtungen wirkende Systeme sind bekannt, dabei spricht ein Federelement
auf einen bestimmten Differenzdruck an und der 1\.01-ben läuft nur noch bis zum Stillstand.
[0004] Für sogenannte kolbenstangenlose Arbeitszylinder, wie z.B. Bandzylinder, Seilzylinder
oder dergleichen ist eine solche auf die Kolbenstange des Antriebes wirkende Feststelleinrichtung
wegen Fehlens desselbens nicht einsetzbar. Sie kann auch nicht so abgewandelt werden,
dass sie auf dem Zylinderrohr eines Bandzylinders oder dergleichen beweglich anbringbar
ist.
[0005] Wird die Feststelleinrichtung auf dem Zylinderrohr eines Bandzylinders, nämlich unbeweglich,
befestigt, dann müsste sie das bewegliche Übertragungslied, z.B. das Stahlband, abbremsen,
also ein Glied, das an sich schon in der Handhabung diffizil ist und bis in den Grenzbereich
seiner Dauerbelastung belastet ist. Eine Bremseinrichtung für einen Bandzylinder sollte
die Bewegungen des Bandes bzw. eines sonstigen Übertragungsgliedes mitmachen und sich
dabei auf dem Zylinderrohr abstützen können.
[0006] Es ist zwar schon vorgeschlagen worden (DE-A-24 53 948) eine Bremseinrichtung innen
auf die Innenwand des Zylinders einwirken zu lassen. Eine solche Bremseinrichtung
besitzt den gravierenden Nachteil, als Rollenbremse auf die innere Lauffläche eines
Zylinders einzuwirken, wobei sie die Läufflache beschädigen wird und nur als Fallsicherung
wirchen kann, wenn eine Betriebsstörung des Arbeitszylinders vorliegt. Derartige federbelastete
Rollenbremsen sind darüber hinaus für das Anhalten und Positionieren eines kolbenstangenlosen
Arbeitszylinders nicht brauchbar.
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung zum Anhalten,
Festhalten und Positionieren von kolbenstangenlosen Zylinderantrieben, beispielsweise
Bandzylinder oder dgl., zu schaffen, die besonders wenig Platz benötigt und die Nachteile
der bekannnten Einrichtungen dieser Art mit Sicherheit vermeidet.
[0008] Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Bremseimrichtung mit mindestens
einem Bremsbelag das Zylinderrohr konzentrisch umfasst und in die Kraftabnahme integriert
ist.
[0009] Vorteilhafterweise ist ein um das Zylinderrohr herumgelegter, von einem Fluid auffüllbarer
Balg als Antrieb für die Bremsbeläge vorgesehen.
[0010] Eine weitere vorteilhafte Ausführungvariante sieht vor, dass ein oder mehrere von
einem Fluid beaufschlagbare Kolben angeordnet sind, die über einen Konus auf die Bremsbeläge
einwirken und durch Federkraft in ihren Ruhelagen gehalten werden.
[0011] Der Vorteil einer solchen Anordnung, der erfindungsgemäss vorgeschlagenen, in die
Kraftabnahme eines kolbenstangenlosen Arbeitszylinders integrierten und das Zylinderrohr
mit mindestens einem Bremsbelag umfassenden Bremseinrichtung ist insbesondere darin
zu sehen, dass eine Überbeanspruchung des Übertragungsgliedes, also des Bandes, Seiles
oder dgl., mit Sicherheit vermieden wird, bei voller Nutzbarkeit der zur Verfügung
stehenden Bremsenergie und weiterhin darin, dass die Bremseinrichtung universell einsetzbar
ist, worunter die Möglichkeit zu verstehen ist, die Bremseinrichtung auf die unterschiedlichsten
fluidgetriebenen Antriebssysteme aufsetzen zu können. Es ist damit sogar möglich,
den sogenannten Belastungsgrenzfall zu beherrschen, also wenn die Verzögerung grösser
als die Kraft ist, für die das Antriebselement, insbesondere das Ubertragungsglied
ausgelegt ist. Die zur Verfügung stehende Bremskraft kann grösser als die Antriebskraft
sein, die Bremseinrichtung wirkt dann also völlig unabhängig vom im Zylinder herrschenden
Druck. Ausserdem ist es von Vorteil, dass die Bremseinrichtung auf dem äusseren Umfang
des Zylinderrohres einwirkt und nicht mittels federbelasteter Rollen auf die innere
Lauffläche des Zylinders, die keinerlei Einwirkungen von Fremdkörpern ausgesetzt werden
darf.
[0012] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Bremseinrichtung liegt
darin, dass damit ausser einer Brems- bzw. Anhalte- und Positionierungseinrichtung,
auch eine Lösung des Problems von Sicherheitseinrichtungen für solche Antriebssysteme
gegeben ist, die auf den Antrieb wirken, wenn z.B. der Druck im Fluidsystem abfällt,
wobei es keine Rolle spielt, ob der Arbeitszylinder sich senkrecht oder in einer anderen
Lage befindet.
[0013] Unter kolbenstangenlosen Arbeitszylindern, für die der mit der Erfindung vorgeschlagene
Gegenstand besonders geeignet ist, werden solche Antriebe verstanden, bei denen die
Kraft des Zylinders, d.h. des Antriebselements entweder über eine Kraftbrücke durch
einen Schlitz im Zylinderrohr oder über Magnete oder über umlaufende Bänder, Seile,
Stahlseile- Kunststoff-Bänder oder Kombinationen davon vom Kolben nach aussen übertragen
wird.
[0014] Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
[0015] Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht des kolbenstangenlosen Arbeitszylinders in der Ausbildung als
Bandzylinder
Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A - A der Abbildung 1
Fig. 3 eine Ausführungsvariante der Bremseinrichtung
Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 in Richtung B - B
Fig. 5, 6 und 7 weitere Ausführungsvarianten
Fig. 8 einen Schnitt durch die Fig. 7 in Richtung C-C.
[0016] In Fig. 1 ist ein kolbenstangenloser Arbeitszylinder in der Ausbildung als Bandzylinder
dargestellt. In der Abbildung ist das Zylinderrohr selbst mit «1» bezeichnet, der
Kolben mit «2», der in einem aufgebrochenen Fenster des Zylinderrohres «1» dargestellt
ist. Mit «3» ist das Übertragungsglied als Stahlband dargestellt. Dieses Stahlband
«3» ist am Kolben «2» rechts und links befestigt und läuft über Rollen «4» und «5»
in den Zylinderköpfen «6» und «7». Die Kraftabnahme «8» ist mit dem Band «3» fest
verbunden. In diese Kraftabnahme «8» ist die Bremseinrichtung «9» fest integriert.
Mit « 10» ist ein Stutzen für die Zuleitung des Fluids für die Bremseinrichtung bezeichnet.
[0017] Wird der Kolben «2» durch Einleiten eines Fluids in das Zylinderrohr «1», beispielsweise
von links nach rechts, bewegt, so bewegt sich gleichzeitig die Kraftabnahme «8» durch
Band «3», von rechts nach links.
[0018] Soll auf dem Wege, den die Kraftabnahme «8» zurücklegt, dieselbe angehalten werden,
so wird durch den Stutzen «10» ein Fluid in die Bremseinrichtung «9» gepresst, wodurch
sich der Balg « 11 » ausdehnt und über die Bremsbeläge « 12», die dadurch gegen das
Zylinderrohr « 1 » gepresst werden, die Kraftabnahme zum Stoppen bringt. Wird der
Druck im Balg « 11 » wieder aufgehoben, lässt sich die Kraftabnahme zusammen mit dem
Kolben «2» wieder bewegen. Die Bremseinrichtung gleitet dabei stets auf dem Zylinderrohr
«1», mittels in den Abbildungen 1 und 2 nicht dargestellten Gleitbändern. Anstelle
von Gleitbändern können selbstverständlich auch andere geeignete Einrichtungen dafür
eingesetzt werden.
[0019] Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Bremseinrichtung. Anstelle eines Balges
« 11 sind dort zwei Ringkolben «13a» und «13b» vorgesehen. Die beiden Ringkolben «13a»
und «13b» sind mittels einer Feder «14» gegeneinander verspannt und in ihre Endlagen
gepresst. Die Kolben «13a» und «13b» wirken über Übertragungsglieder «15a» und «15b»,
die eine konische Lauffläche besitzen, über entsprechend geformte Gegenglieder «16a»
und «16b» auf das eigentliche Bremselement, das aus einem oder mehreren Bremsbelägen
«12» besteht, ein. Mit «17» und « 18» sind Gleitbänder bezeichnet, mit denen die Bremseinrichtung
«9» auf dem Zylinderrohr « 1» gleiten kann. Die Zuführung des Fluids in die Bremseinrichtung
erfolgt über Zuführungen «19» und «20».
[0020] Die in der Abbildung 3 dargestellte Ruhestellung des Bremselementes zeigt den Zustand
ohne Bremswirkung, in dem das Fluid durch die Zuführungen «19» und «20» auf die Kolben
«13a» und «13b» einwirkt und gegen die Federspannung nach innen drückt und die Gegenglieder
(Konen) «16a» und «16b» freigibt. Wird der Druck des Fluids auf die Kolben «13a» und
«13b» aufgehoben, drückt die Feder «14» die Kolben über die Übertragungsglieder «
15a» und «15b» in die Endlagen und die Bremswirkung tritt wieder ein.
[0021] In Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Bremseinrichtung gemäss Fig. 3 dargestellt. Aus
beiden Abbildungen ist ersichtlich, dass die Bremseinrichtung dieser Ausführungsvariante
dazu dient, die Kraftabnahme «8» an einem bestimmten Ort festzuhalten und bei Zuführung
des Fluids durch die Zuführungen «19» und «20» diese Positionierung aufzuheben. Somit
ist durch den Kolben «2» auch die Kraftabnahme «8» wieder bewegbar und zwar so lange,
bis der Druck des Fluids in der Bremseinrichtung aufgehoben wird.
[0022] Abbildung 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante mit einem oder
mehreren Kolben «26a» und «26b» anstelle der Ringkolben «13a» und «13b». Diese Kolben
«26» sind, falls mehrere dafür vorgesehen, kreisförmig um das Zylinderrohr angeordnet.
[0023] Die in der Abbildung 6 dargestellte Ausführungsvariante wirkt umgekehrt wie die in
der Fig. 3 und 4 beschriebene, also entsprechend der Fig. 2. Der Ringkolben «13a»
und «13b» wird durch die Feder « 14» zwar ebenfalls in der äusseren Lage verspannt
gehalten, jedoch ist das konische Übertragungsglied «15a» bzw. «15b» der Abbildung
3/4 als Übertragungsglied «21 » bzw. «22» dargestellt, die auf ein Gegenglied «23»
einwirken, jedoch in umgekehrter Weise, nämlich so, dass bei Beaufschlagung der Kolben
«13a» bzw. «13b» durch ein Fluid die Übertragungsglieder «21 und «22» gegen die konische
Fläche des Gegengliedes «23» gepresst werden und somit die Bremsbeläge «12» auf das
Zylinderrohr «1 gepresst werden, d.h. die Kraftabnahme «8» zum Stillstand gebracht
wird.
[0024] In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, bei der anstelle
der Ringkolben «13a» und «13b» mehrere Einzelkolben «24», «25», «26», «27» und «28»
treten. Je zwei Einzelkolben wirken zusammen. Aus der Fig. 7 ist ersichtlich, dass
die Ubertragungsglieder mittels Federspannung auf den Bremskonus drücken, die Bremse
« 12» ist somit fest, d.h. die Kolben «26a» und «26b» stehen nicht unter Fluiddruck.
[0025] Die Fig. 7 und 8 zeigen deutlich, dass die mit der Erfindung vorgeschlagene Bremseinrichtung
universell einsetzbar ist. Der kolbenstangenlose Antrieb, wie er in diesen beiden
Abbildungen dargestellt ist, besteht aus einem geschlitzten Zylinderrohr «29», in
dem sich ein Kolben «30» befindet, der mit der Kraftbrücke «30a» eine Einheit bildet.
[0026] Eine Abbremsung mittels Elektromagneten ist eine weitere, nicht dargestellte Möglichkeit,
den Erfindungsgegenstand auszustatten, wobei auch hierbei vorteilhafterweise das angewandte
Konusprinzip benutzt werden kann.
[0027] Die mit der Erfindung vorgeschlagene Bremseinrichtung ist in ihrer Funktion von den
am Kolben «2» bzw. im Zylinderrohr «1» herrschenden Druckverhähnissen unabhängig.
1. Bremseinrichtung (9) für das Anhalten, Festhalten und Positionieren von kolbenstangenlosen
Arbeitszylindern, vorzugsweise fluidgetriebenen kolbenstangenlosen Arbeitszylindern,
die mittels eines umlaufenden Übertragungsgliedes, z.B. eines Stahlbandes (3), einer
Kraftbrücke (30a), eines Magnetfeldes oder dgl. die Antriebskraft des sich im Zylinderrohr
(1, 29) hin und her bewegenden Kolbens (2, 30) auf eine Kraftabnahme (8), die sich
ausserhalb des Zylinderrohres entsprechend der Kolbenbewegung in gleicher oder entgegengesetzter
Richtung bewegt, übertragen, wobei die Bremseinrichtung von einem Fluid, einer Feder
(14) oder dgl. betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (9)
mit mindestens einem Bremsbelag (12) das Zylinderrohr (1, 29) konzentrisch umfasst
und in die Kraftabnahme (8) integriert ist.
2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein um das Zylinderrohr
(1) herumgelegter, von einem Fluid auffüllbarer Balg (11) zur Betätigung der Bremsbeläge
(12) vorgesehen ist.
3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere
von einem Fluid beaufschlagbare Kolben (13, 14-28) vorgesehen sind, die über Konusglieder
(15, 16, 22, 23) auf die Bremsbeläge (12) einwirken und mittels einer Feder (14) in
ihren Endlagen gehalten werden.
4. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die
Kolben konzentrisch das Zylinderrohr (1) umfassende Ringkolben (13a, 13b) sind.
5. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben
konzentrisch um das Zylinderrohr (1) angeordnete einzelne Kolben (26a, 26b) sind.
6. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromagnetisches
Betätigungsglied für die Bremsbeläge (12) vorgesehen ist.
1. Braking equipment (9) for the stopping, securing and positioning of operating cylinders
free of piston rods, preferably of fluid-driven operating cylinders free of piston
rods, which by means of a circulating transmission member, for example a steel band
(3), a power bridge (30a), a magnetic field or the like, transmit the driving force
of the piston (2, 30) moving to and fro in the cylinder tube (1, 29) to a power take-off
(8), which moves externally of the cylinder tube in like or opposite direction in
correspondence with the piston movement, wherein the braking equipment ist actuable
by a fluid, a spring (14) or the like, characterised thereby, that the braking equipment
(9) concentrically embraces the cylinder tube (1, 29) by at least one brake lining
(12) and is integrated in the power take-off (8).
2. Braking equipment according to claim 1, characterised thereby, that it consists
of a bellows (11), which is laid around the cylinder tube (1) and fillable by a fluid,
for the actuaction of the brake linings (12).
3. Braking equipment according to claim 1, characterised thereby, that one or more
pistons, (13, 24 to 28) are provided, which are loadable by a fluid, act through conical
members (15, 16, 22, 23) on the brake linings (12) and are held in their end positions
by means of a spring (14).
4. Braking equipment according to claim 1 and 3, characterised thereby, that the or
each piston is an annular piston (13a, 13b) concentrically embracing the cylinder
tube (1).
5. Braking equipment according to claim 1 and 3, characterised thereby, that the pistons
are individual pistons (26a, 26b) arranged concentrically around the cylinder tube
(1).
6. Braking equipment according to claim 1, characterised thereby, that an electromagnetic
actuating member is provided for the brake linings (12).
1. Dispositif de freinage (9) pour l'arrêt, le maintien et le positionnement des vérins
sans tige de piston, de préference des vérins sans tige de piston à actionnement parfluide
qui, au moyen d'un organe de transmission circulant, par exemple d'une bande (3) en
acier, d'un pontage de transmission (30a), d'un champ magnétique ou équivalent, transmettent
la force d'engagement du piston (2, 30) mobile de façon alternative dans le tube de
vérin (1, 29), à une prise de force (8) qui se déplace en dehors du tube de vérin
en correspondance avec le déplacement du piston et dans la même direction ou dans
une direction opposée, le dispositif de freinage étant susceptible d'être actionné
par un fluide, un ressort (14) ou équivalent, caractérisé en ce que le dispositif
de freinage (9) entoure concentriquement le tube de vérin (1, 29) avec au moins une
garniture de frein (12) et est intégré à la prise de la force (8).
2. Dispositif de freinage selon la rivendication 1, caractérisé en ce qu'il se compose
d'un soufflet (11) susceptible d'être rempli par un fluide pour l'actionnement des
garnitures de freinage (12) et disposé autour du tube de vérin (1).
3. Dispositif de freinage selon la rivendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu
un ou plusieurs pistons (13, 24-28) qui sont susceptibles d'être actionnés par un
fluide, qui agissent sur les garnitures de freinage (12) par des organes coniques
(15, 16, 22, 23) et qui sont maintenus dans leur position de butée d'extrémité au
moyen d'un ressort (14).
4. Dispositif de freinage selon la revendication 1 et 3, caractérisé en ce que le
ou respectivement les pistons sont des pistons annulaires (13a, 13b) entourant concentriquement
le tube de vérin (1
5. Dispositif de freinage selon la revendication 1 et 3, caractérisé en ce que les
pistons sont des pistons séparés (26a, 26b) disposés concentriquement autour du tube
de vérin (1).
6. Dispositif de freinage selon la rivendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu
un organe d'actionnement élecromagnétique pour les garnitures de freinage (12).