DE3035740C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein Not- oder Sicherheits­ bremsen, der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art. Solche Bremsen werden nur im Notfall tätig.

Sie werden insbesondere in der Industrie eingesetzt, bei­ spielsweise zur Ausrüstung von Winden, Kränen und Laufkränen; normalerweise bleiben sie ständig in ausgerückter Stellung und werden nur im Fall einer Gefahr entweder von Hand oder automatisch in die geschlossene oder eingerückte Stellung ge­ bracht, beispielsweise gesteuert von einem Detektor, der die Geschwindigkeit des abzubremsenden Organs erfaßt.

Eine derartige Not- oder Sicherheitsbremse hat im allgemeinen einen festen Träger, ein abzubremsendes Organ und wenigstens ein Bremsorgan, das sich an das abzubremsende Organ anlegen kann und auf das einerseits Beaufschlagungsmittel, bei­ spielsweise elastische Mittel einwirken, die sich beispiels­ weise an dem festen Träger abstützen und das Bremsorgan stän­ dig in Richtung auf das abzubremsende Organ beaufschlagen, sowie andererseits in ihrer Wirkung aufhebbare Rückhalte­ mittel, die das Bremsorgan normalerweise auf Abstand von dem abzubremsenden Organ halten.

Diese Rückhaltemittel, die tatsächlich nur eine passive Funk­ tion haben, bestehen im allgemeinen aus einem Elektromagneten oder aus einem Hydraulikzylinder.

Im Fall des Einsatzes eines Elektromagneten ergibt sich von Natur aus ein andauernder, unerwünschter Energieverbrauch, der, umso nachteiliger ist, als die Funktion lediglich eine passive ist. Außerdem ist der Einsatz eines Elektromagneten sehr begrenzt, da er nicht mehr verwendet werden kann, wenn die aufzubringende Rückhaltekraft, die mit der im Notfall zu entwickelnden Bremskraft verbunden ist, sehr groß ist.

Im Fall der Verwendung hydraulischer Arbeitszylinder muß dieser ständig mit einem Arbeitsmedium versorgt werden, um die unvermeidbaren Leckverluste auszugleichen und einen be­ stimmten Druck aufrechtzuerhalten; dadurch werden die Zuver­ lässigkeit der Vorrichtung verringert und die Kosten erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse der ge­ nannten Gattung zu schaffen, die bei einfachem und kostengün­ stigem Aufbau wartungsfrei sicher auch übergroße Bremskräfte freisetzen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Es ist bereits der Einsatz explosiver Ladungen in Bremssyste­ men und insbesondere bei Sicherheitsbremssystemen vorgeschla­ gen worden. In diesem Zusammenhang wird auf die französische Patentanmeldung 20 96 314 und auf die US-PS 39 42 607 hingewiesen. Bei diesen bekannten Systemen kommt jedoch die explosive Ladung durch den von ihr erzeugten Luftdruck zur Wirkung, der die Verschiebung eines Steuer­ teils herbeiführt, das die Tätigkeit des Bremssystems si­ cherstellt. Das bedeutet, daß die Konstruktion äußerst kompliziert ist.

Dieser Nachteil wird bei der Not- oder Sicherheitsbremse gemäß der Erfindung vermieden, bei der das explosive Ele­ ment, das verwendet wird, äußerst einfach ist und selbst unmittelbar zum Einsatz kommt. Wenn es sich dabei um einen Bolzen, eine Mutter oder eine Zwischenstütze handelt, bil­ det ein derartiges, explosives Element in hervorragender Weise ein passives Teil, das keinerlei Wartung für seinen Beharrungszustand erfordert und das gleichwohl zur wirt­ schaftlichen Ausübung einer ganz einfachen, passiven Funktion geeignet ist. Diese Funktion übt es ohne beson­ dere Einrichtungen und zusätzliche Organe selbst aus, wie es ein vergleichbares Element täte, das jedoch keine explo­ sive Ladung aufnimmt.

Wenn die Zündung der explosiven Ladung gesteuert wird, wo­ bei dies in vorteilhafter Weise durch Fernbedienung und Zu­ fuhr eines elektrischen Stromes geschehen kann, führt die explosive Ladung einen Bruch in wenigstens zwei Teile des explosiven Elementes herbei, wodurch die passive Halte­ funktion, die es bisher ausgeübt hat, schlagartig aufge­ hoben wird.

Außer der großen Einfachheit und der wirtschaftlichen Unter­ haltung für seinen Betrieb hat ein derartiges, explosives Element noch weitere Vorteile. So ist vor allem seine An­ sprechzeit außerordentlich kurz und fast null. Daraus er­ gibt sich eine sehr große Sicherheit. Wenn außerdem mehrere Not- oder Sicherheitsbremsen an ein und demselben, abzu­ bremsenden Organ in einer Gruppe angeordnet sind, eignet es sich, wenn man keine zu abrupte Abbremsung des abzubremsenden Organs wünscht, besonders vorteilhaft für einen abgestuften Wirkungseintritt der Notbremsen durch eine verzögerte, hin­ tereinander erfolgende Betätigung der entsprechenden, explo­ siven Ladungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Notbremse gemäß der Erfin­ dung in der Ebene I-I der Fig. 2 bei ausgerückter Bremse,

Fig. 2 eine Ansicht der Bremse in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt in der Ebene III-III der Fig. 2,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung in einge­ rückter Stellung der Bremse,

Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, wobei eine mögliche Konstruktion der Freigabemittel ge­ zeigt ist, die an der Bremse gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann, und

Fig. 6 u. 7 der Fig. 1 entsprechende Teildarstellungen von Va­ rianten.

In den Figuren ist das abzubremsende Organ eine rotierende Scheibe 10. Die Notbremse gemäß der Erfindung weist außer dieser Scheibe 10 einen festen Träger 11 und wenigstens ein Bremsorgan auf, das sich an die Scheibe 10 anlegen kann.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind zwei Brems­ organe 12 A und 12 B vorgesehen, die dazu bestimmt sind, sich gegen die beiden Seiten der Scheibe 10 symmetrisch zuein­ ander anzulegen.

Der feste Träger 11 weist gegenüber dem Abschnitt der Schei­ be 10 und rechtwinklig zu deren Achse einen Trägerflansch 13 auf. Er hat ferner für die Führung der Bremsorgane 12 A und 12 B zwei Hohlkörper 14 A und 14 B, die zu beiden Seiten des Trägerflansches 13 befestigt sind. Hierzu sind beide Hohlkörper 14 A und 14 B einstückig mit einer Platte 15 A bzw. 15 B ausgerüstet, die mit dem Trägerflansch 13 ver­ bunden sind, beispielsweise mit Hilfe von Schraubverbin­ dungen 17.

Zwischen den Hohlkörpern und den Platten 15 A und 15 B sind Versteifungsrippen 18 A und 18 B ausgebildet.

Die Bremsorgane 12 A und 12 B bilden zusammen mit den Hohl­ körpern 14 A und 14 B Kolben-Zylinder-Anordnungen, wobei die Öffnungsseite der Hohlkörper zur Scheibe 10 hin gerichtet ist und die Bremsorgane 12 A und 12 B in den freien Öffnungen verschiebbar gelagert sind.

Die Bremsorgane 12 A und 12 B weisen gegenüber der Scheibe 10 an ihrer Außenseite Reibbeläge 19 A bzw. 19 B auf. An der Innenseite jedes Bremsorgans 12 A bzw. 12 B ist ein Steuer­ block 20 A bzw. 20 B befestigt, der sich in axialer Richtung erstreckt.

Die Einzelheiten dieser Konstruktion sind bekannt und nicht Teil der Erfindung, so daß sie nicht noch weiter erläutert werden. So kann insbesondere die Verbindung zwischen jedem Bremsorgan 12 und dem zugehörigen Steuerblock 20 durch ein Gelenk hergestellt sein.

Auf jedes Bremsorgan 12 A und 12 B wirken Beaufschlagungsmit­ tel ein, die es dauernd in Richtung auf die Scheibe 10 drücken. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um elastische Mittel, die, wie dargestellt, aus einem Paket von Tellerfedern 22 A, 22 B bestehen, welche sich einerseits an dem Steuerblock 20 A bzw. 20 B und ander­ erseits an dem festen Träger 11, genauer gesagt an dem Boden 21 A bzw. 21 B des Hohlkörpers 14 A bzw. 14 B abstützen; zur Abstützung am Steuerblock 20 A bzw. 20 B weist dieser eine Schulter 23 A bzw. 23 B auf.

Jedes Bremsorgan 12 A, 12 B ist außerdem mit einziehbaren Rückhaltemitteln ausgerüstet, die es normalerweise auf Ab­ stand von der Scheibe 10 halten, wie Fig. 1 zeigt. Er­ findungsgemäß haben diese einziehbaren Rückhaltemittel wenigstens ein explosives Element, das heißt ein Element, das eine Explosionsladung aufweist, die dazu dient, den Bruch der Rückhaltemittel herbeizuführen, wenn sie gezün­ det werden.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungs­ form besteht das explosive Element aus einem explosiven Bolzen 25 A bzw. 25 B, der mit seinem Gewindeschaft 26 A bzw. 26 B in das zugehörige Bremsorgan 12 A bzw. 12 B, genauer ge­ sagt in den damit verbundenen Steuerblock 20 A bzw. 20 B ein­ geschraubt ist, in dessen freies Ende hierzu eine axial ver­ laufende Gewindebohrung 27 A bzw. 27 B eingearbeitet ist. Der Gewindeschaft 26 A bzw. 26 B stützt sich mit seinem Kopf 28 A bzw. 28 B an dem Träger 11 ab, das heißt an der Außenseite des Bodens 21 A bzw. 21 B des Hohlkörpers 14 A bzw. 14 B, wozu in den Boden eine axial verlaufende Bohrung für den Durch­ tritt des Gewindeschaftes 26 A bzw. 26 B des explosiven Bol­ zens 25 A bzw. 25 B eingearbeitet ist.

Die Ausbildung des explosiven Bolzens an sich ist bekannt und nicht Teil der Erfindung, so daß sie nicht weiter be­ schrieben ist. Es genügt, darauf hinzuweisen, daß ein sol­ cher explosiver Bolzen eine explosive Ladung enthält, die mit einer Zündschnur 30 A bzw. 30 B verbunden ist, um die Ladung zu zünden, damit auf diese Weise der Kopf 28 A bzw. 28 B vom Gewindeschaft 26 A bzw. 26 B abgesprengt werden kann.

Außerdem sind vorzugsweise Freigabemittel vorgesehen, die einen Abstand zwischen den Bremsorganen 12 A und 12 B zur Scheibe 10 herstellen, wenn die Bremse eingebaut oder nach einem Bremsvorgang wieder in Betrieb gesetzt werden soll. Um diesen Abstand herzustellen, wäre es nämlich sehr schwierig, hierzu nur die Bolzen 25 A und 25 B zu benutzen, weil hierzu aufgrund der Tellerfederpakete 22 A und 22 B elastische Kräfte überwunden werden müßten.

Bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungs­ beispiel besitzen diese Freigabemittel für jedes Brems­ organ 12 A und 12 B wenigstens zwei Ansätze 32 A-33 A bzw. 32 B-33 B, die jeweils gegenüberliegend an dem Bremsorgan 12 A bzw. 12 B und dem festen Träger 11 angeformt sind, wo­ bei sie beim Träger, wie die Fig. 2 und 5 zeigen, seitlich vom Hohlkörper 14 A bzw. 14 B abstehen.

In der Praxis sind zwei Paare dieser Ansätze 32 A-33 A und 32 B-33 B diametral und einander gegenüberliegend angeordnet.

Wie Fig. 3 zeigt, ist in jeden Ansatz ein radial verlaufen­ der Schlitz 34 eingearbeitet.

Damit kann an jedes Paar der Ansätze 32 A-33 A und 32 B-33 B rechtwinklig zur Ebene der Scheibe 10 ein Arbeitszylinder 35 angesetzt werden, was in Fig. 5 dargestellt ist. Ein der­ artiger Arbeitszylinder 35 weist einen Körper 36 auf, mit dem ein Zuganker 37 verbunden ist, welcher an seinem Ende einen Kopf 38 zur Befestigung an einem Ansatz 32 A, 32 B hat, sowie einen Kolben 39, der mit einem Zuganker 40 verbunden ist, dessen am Ende ausgebildeter Kopf 41 zum Eingriff an einem Ansatz 33 A, 33 B dient.

Wenn diese Arbeitszylinder 35 eingesetzt werden, können die Bremsorgane 12 A und 12 B auf Abstand von der Scheibe 10 ge­ bracht werden, bis die Steuerblöcke 20 A, 20 B der Bremsor­ gane am Boden 21 A, 21 B der Hohlkörper 14 A, 14 B anschlagen. Damit können die explosiven Bolzen 25 A und 25 B sehr leicht eingeschraubt werden.

Nach dieser Befestigung der Bolzen werden die Arbeitszylinder 35 seitlich herausgenommen und können dann beispielsweise für eine entsprechende Operation an anderen Bremsen weiter verwendet werden.

Im Betrieb halten die explosiven Bolzen 25 A und 25 B die Bremsorgane 12 A und 12 B gegen die Kraft der Tellerfederpake­ te 22 A, 22 B ständig auf Abstand zu der Scheibe 10.

Wenn der Notfall eintritt, wird die Zündung der explosiven Ladung dadurch gesteuert, daß ein Strom durch die Zünd­ schnüre 30 A, 30 B geleitet wird, was entweder manuell oder automatisch gesteuert werden kann, beispielsweise über einen Geschwindigkeitsdetektor, der in den Zeichnungen nicht näher dargestellt ist.

Wie bereits erläutert, wird durch die Zündung der Kopf 28 A bzw. 28 B des explosiven Bolzens 25 A bzw. 25 B abgesprengt, was für einen von beiden in Fig. 4 dargestellt ist. Die damit freigegebenen Bremsorgane 12 A und 12 B legen sich au­ genblicklich unter der Belastung der Tellerfederpakete 22 A und 22 B an der Scheibe 10 an.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Bremse wird durch die Zün­ dung des explosiven Bolzen in keiner Weise beschädigt, da lediglich diese Bolzen ausgewechselt werden müssen, um die Bremsen anschließend wieder in die Betriebsstellung zu bringen. Dies erfolgt dann beispielsweise in der bereits beschriebenen Weise.

Bei einer Variante können die Bremsorgane zum erleichterten Einschrauben der explosiven Bolzen 25 A und 25 B beispiels­ weise durch die Scheibe 10 verschoben werden, da diese oder das damit verbundene Organ eine Axialverschiebung in beiden Richtungen ausführen kann.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform, die in Fig. 6 ge­ zeigt ist und die die Betätigung des Bremsorgans 12 A be­ trifft, besteht das damit verbundene, explosive Element aus einer explosiven Mutter 42 A, die auf einen Gewindeschaft 43 A aufgeschraubt ist, der seinerseits in die Gewindebohrung 27 A des mit dem Bremsorgan 12 A verbundenen Steuerblocks 20 A ein­ geschraubt ist.

Wie bei dem zuvor beschriebenen Beispiel stützt sich die explosive Mutter 42 A am Boden 21 A des Hohlkörpers 14 A des Trägers 11 ab.

Beim Zünden der explosiven Ladung wird die Mutter 42 A zer­ stört und dabei in wenigstens zwei Teile zerbrochen, so daß dadurch das Bremsorgan 12 A freigegeben wird.

Bei dieser Variante kann jedoch der Gewindeschaft 43 so lang ausgebildet werden, daß er von der Außenseite des Hohlkör­ pers 14 A noch erfaßt werden kann, wenn das Bremsorgan 12 A an der Scheibe 10 anliegt, so daß er auf diese Weise zum Zurückziehen des Bremsorgans dienen kann, um die Scheibe wieder freizugeben.

Selbstverständlich gilt diese Variante auch für das gegen­ überliegende Bremsorgan 12 B.

Entsprechendes gilt auch für die in Fig. 7 gezeigte Aus­ führungsform. Bei dieser besteht das explosive Element ge­ mäß der Erfindung aus einer explosiven Scheibe 45 A, die als Zwischenträger zwischen den Boden 21 A des Hohlkörpers 14 A des Trägers 11 und einen Zuganker 46 A eingesetzt ist, der in den Steuerblock 20 A des Bremsorgans 12 A eingeschraubt ist. Dabei besteht der Zuganker 46 A aus einem Gewindeschaft 43 A, der in die Gewindebohrung 47 A des Steuerblocks 20 A einge­ schraubt ist, und aus einer Mutter 47 A, die bis zum Kon­ takt mit der explosiven Scheibe 45 A auf den Gewindeschaft 43 A aufgeschraubt ist.

Bei dieser Ausführungsform kann das Bremsorgan 12 A mit Hilfe eines in der Verschraubungstechnik bekannten Werkzeuges auf Abstand von der Scheibe 10 gebracht werden, wobei das Werk­ zeug dadurch eine Zugkraft auf den Gewindeschaft 43 A aus­ übt, indem es sich an dem Boden 21 A des Hohlkörpers 14 A ab­ stützt, was dann das Aufschrauben der Mutter 47 A erleichtert.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch weitere Varianten und/oder Kombinationen der verschiedenen Elemente.

So ist insbesondere der Zuganker 46 A der Fig. 7 nicht not­ wendigerweise ein mit einem Gewinde versehener Anker; er kann statt dessen beispielsweise auch als Schnellverschluß­ anker oder als Anker ausgebildet sein, der durch einen Keil mit dem Bremsorgan verbunden ist. In diesem Fall hat der Zuganker eine Schulter, an der sich die explosive Scheibe abstützt.

Darüber hinaus ist das Anwendungsgebiet der Erfindung nicht auf den Fall beschränkt, in dem das abzubremsende Organ eine Scheibe ist, sondern erstreckt sich auch auf Fälle, in denen es sich dabei um eine Trommel oder um einen Ring handelt, sowie ganz allgemein um beliebige Organe, beispielsweise langgestreckte Organe, wie sie bei Bandbremsen oder Backen­ bremsen oder ähnlichen Konstruktionen vorkommen.

Im übrigen ist dieses Organ lediglich zur Vereinfachung als abzubremsendes Organ bezeichnet; es handelt sich dabei um ein Organ, gegen das sich das Bremsorgan anlegt, und es ist selbstverständlich, daß ein solches Organ auch fest sein kann, wenn beispielsweise das Bremsorgan von einer beweglichen Masse getragen ist; es genügt dann, daß zwischen dem hier als abzubremsendes Organ bezeichneten Organ und dem Träger, der hier fest angenommen ist und an dem sich die Beaufschlagungs­ mittel, die auf das Bremsorgan wirken, abstützen, eine Re­ lativbewegung stattfindet.

Claims (6)

1. Sicherheitsbremse für Hebezeuge mit einem festen Träger, einem abzubremsenden Bauteil und mit wenigstens einem, sich im Notfall an das abzubremsende Bauteil anlegenden Bremsorgan, auf welches Beaufschlagungsmittel einwirken, die sich an dem festen Träger abstützen und das Bremsor­ gan in Richtung auf das abzubremsende Bauteil belasten, wobei einziehbare Rückhaltemittel das Bremsorgan während des ungestörten Betriebs auf Abstand von dem abzubrem­ senden Bauteil halten, dadurch gekennzeichnet, daß die einziehbaren Rückhaltemittel wenigstens ein, eine explo­ sive Ladung enthaltendes Element (25, 42, 45) aufweisen, das bei Zündung der explosiven Ladung einen Bruch des Elementes (25, 42, 45) herbeiführt, wodurch die einziehba­ ren Rückhaltemittel freigegeben werden.

2. Sicherheitsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das die explosive Ladung enthaltende Element ein Bolzen (25) ist, der mit seinem Schaft (26) mit dem Bremsorgan (12) verbunden ist und der mit seinem Kopf (28) an dem festen Träger (11) abgestützt ist.

3. Sicherheitsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das die explosive Ladung enthaltende Element eine Mutter (42) ist, die auf einen Gewindeschaft (43) aufgeschraubt ist, welcher seinerseits mit dem Bremsor­ gan (12) verbunden ist, und die sich an dem festen Trä­ ger (11) abstützt.

4. Sicherheitsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das die explosive Ladung enthaltende Element eine Scheibe (45) ist, die als Zwischenträger zwischen dem festen Träger (11) und einem Zuganker (46) einge­ setzt ist, der mit dem Bremsorgan (12) verbunden ist.

5. Sicherheitsbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zuganker (46) einen Gewindeschaft (43) hat und daß die die explosive Ladung enthaltende Scheibe (45) zwischen dem festen Träger (11) und einer Mutter (47) eingesetzt ist, die auf den Gewindeschaft (43) auf­ geschraubt ist.

6. Sicherheitsbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der Freigabemittel zum Herstellen eines Abstandes zwi­ schen dem Bremsorgan und dem abzubremsenden Organ vorge­ sehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabemit­ tel wenigstens zwei Ansätze (32, 33) aufweisen, die ei­ nerseits an dem Bremsorgan (12) und andererseits an dem festen Träger (11) einander gegenüberliegend angeformt sind und zur Aufnahme eines Arbeitszylinders (35) die­ nen.