Bremseinrichtung für kolbenstangenlose Arbeitszylinder

Beschreibung

[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.

Ansprüche

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.

Claims

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).

Revendications

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).

Zeichnung