Bremseinrichtung für kolbenstangenlose Arbeitszylinder

Abstract

 Bei der mit der Erfindung vorgeschlagenen Bremseinrichtung für kolbenstangenlose Arbeitszylinder wird mindestens ein Bremsbelag konzentrisch um das Zylinderrohr angeordnet, wobei die Bremseinrichtung selbst in die Kraftabnahme integriert ist und beispielsweise über einen von einem Fluid aufblasbaren Balg angetrieben wird.
Die Erfindung dient dem Zweck, kolbenstangenlose Arbeitszylinder anhalten, festhalten und positionieren zu können mittels einer Einrichtung, die universell bei verschiedenen Typen solcher Arbeitszylinder einsetzbar ist und wenig Platz benötigt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremseinrichtung für kolbenstangenlose Arbeitszylinder,'vorzugsweise für das Anhalten, Festhalten und Positionieren von fluidgetriebenen kolbenstangenlosen Arbeitszylindern, die beispielsweise mittels eines umlaufenden Ubertragungsgliedes, z.B. eines Stahlbandes, einer Kraftbrükke, eines Magnetfeldes oder dgl. die Antriebskraft des Kolbens auf eine Kraftabnahme übertragen, wobei diese Bremseinrichtung von einem Fluid, einer Feder oder dgl. betätigt wird.

[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 odgl. 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- oder doppeltwirkenden 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 Kolben 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 Ubertragungsglied, 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 OS 2453 948) eine Bremseinrichtung innen auf die Innenwand des Zylinders einwirken zu lassen. Eine solche Bremseinrichtung besitzt den gravierenden Nachteil, als Rollenbremse auf die inneren Lauffläche eines Zylinders einzuwirken, wobei sie die Lauffläche beschädigen wird und nur als Fallsicherung wirken kann, wenn eine Betriebsstörung des Arbeitszylinders vorliegt. Derartige federbelastete Rollenbremsen sind darüberhinaus 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 für fluidgetriebene Zylinderantriebe, beispielsweise Bandzylinder oder dgl., zu besitzen, die besonders wenig Platz benötigt und die Nachteile der bekannten Einrichtungen dieser Art mit Sicherheit vermeidet.

[0008] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Bremseinrichtung mit mindestens einem Bremsbelag das Zylinderrohr konzentrisch umfaßt und in die Kraftabnahme integriert ist.

[0009] Vorteilhafterweise besteht die Bremseinrichtung aus einem um das Zylinderrohr herumgelegten, von einem Fluid auffüllbaren Balg als Antrieb für die Bremsbeläge.

[0010] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante 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 dahin, 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 übertragungsglied 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 den 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 Problemes 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. 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 Antriebselementes 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.

[0013] Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0014] 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 - ein Schnitt durch Fig. 3 in Richtung B - B

Fig. 5 -,

Fig. 6 - und

Fig. 7 - weitere Ausführungsvarianten

Fig. 8 - einen Schnitt durch die Fig. 7 in Richtung C - C

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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 Bremsrichtung erfolgt über Zuführungen "19" und "20".

[0019] 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.

[0020] 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 solange, bis der Druck des Fluids in der Bremseinrichtung aufgehoben wird.

[0021] 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.

[0022] 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 Ubertragungsglieder "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.

[0023] 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 übertragungsglieder mittels Federspannung auf den Bremskonus drükken, die Bremse "12" ist somit fest, d.h. die Kolben "26a" und "26b" stehen nicht unter Fluiddruck.

[0024] 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.

[0025] Eine Abbremsung mittels Elektromagneten ist eine weitere, nicht dargestellte Möglichkeit, den Erfindungsgegenstand auszustatten, wobei auch hierbei vorteilhafterweise das angewandte Konusprinzip benutzt werden kann.

[0026] Die mit der Erfindung vorgeschlagene Bremseinrichtung ist in ihrer Funktion von den am Kolben "2" bzw. im Zylinderrohr "1" herrschenden Druckverhältnissen unabhängig.

Ansprüche

1. Bremseinrichtung für kolbenstangenlose Arbeitszylinder, vorzugsweise für das Anhalten, Festhalten und Positionieren von fluidgetriebenen kolbenstangenlosen Arbeitszylindern, die beispielsweise mittels eines umlaufenden Übertragungsgliedes, z.B. eines Stahlbandes, einer Kraftbrücke, eines Magnetfeldes oder dgl. die Antriebskraft des Kolbens auf eine Kraftabnahme übertragen, wobei diese Bremseinrichtung von einem Fluid, Feder oder dgl. betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (9) mit mindestens einem Bremsbelag (12) das Zylinderrohr (1) konzentrisch umfaßt und in die Kraftabnahme (8) integriert ist.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem um das Zylinderrohr (1) herumgelegten, von einem Fluid auffüllbaren Balg (11) zur Betätigung der Bremsbeläge (12) besteht.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere von einem Fluid beaufschlagbare Kolben (13, 24-28) 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.

Zeichnung