用於重力輸送機的制動模塊的製作方法

2023-05-09 07:39:21

用於重力輸送機的制動模塊的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於重力輸送機的制動模塊，其具有第一軸以及液壓泵，所述液壓泵的適用於輸送液體的部件與第一軸相連。重力輸送機根據待運輸的載荷和沿至少兩個運動方向的速度自動地調節所需的制動力矩，為了提供用於重力輸送機的無磨損且高能效的制動系統，制動模塊具有至少一個流體通道(41)，在所述流體通道上布置有適用於限制處於流體通道(41)內的液體(F)的流速以及用於封閉流體通道(41)的節流元件(57、59)，其中，所述節流元件(57、59)適用於在至少兩個位置上使流體通道(41)變窄。所述節流元件(57、59)通過液體速度和彈簧(49)操作。
【專利說明】用於重力輸送機的制動模塊
[0001] 本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的用於重力輸送機的制動模塊。
[0002] 重力長期以來就用於運輸成件貨物。在此的優點是，如果能實現運輸段的相應傾 斜，就不需要附加的驅動器。對於重力輸送機，只有重力作為驅動力作用在運輸貨物上。運 輸貨物要麼在向下傾斜的運輸段上在滑軌或滾動軌道上滑動或滾動，要麼像在雨水管中那 樣自由下落。這種重力輸送機的問題在於，運輸速度不但顯著地受到運輸貨物與承載元件 之間的摩擦值或阻力值的影響，還受到運輸貨物質量的影響。運輸速度要麼低到使貨物停 止不動，要麼高到存在與之前已經運輸的貨物碰撞的危險。
[0003] 作用在運輸貨物上的重力必須能夠克服向下滑動或者滾動時出現的摩擦阻力，即 滑動摩擦阻力或滾動摩擦阻力。因此，現在只能在不需要保持準確定義的運輸速度的情況 下使用重力輸送機，因為（不考慮自由下落）運輸速度總是取決於運輸貨物和滑軌或滾動 軌道之間的當前摩擦關係。例如由於汙物、磨損的影響，但也可能由于波動的影響摩擦關係 的貨物特性，所述摩擦關係在此可能在其運行期間在一定範圍內變化。因此，重力輸送機現 在主要用作被驅動的連續輸送機之間的連接元件、用作裝料輸送機並且用於向下傾斜地、 陡峭地或者垂直地向下運輸散料貨物和成件貨物。在此，迄今的重力輸送機可以分為三個 基本類型，即溜道式、直落管式和滾動軌道式，它們總是代表與地面連接的或者高架的輸送 機。
[0004] 在溜道式運輸中，運輸貨物在敞開或封閉的傾斜滑槽（溜道）中向下滑動。溜道的 傾斜角必須大於運輸貨物與溜道之間靜止時的摩擦角度，以便使貨物在溜道的任何位置均 能自己下滑並且不會自己停住。儘管如此，貨物在滑動摩擦係數保持不變時會隨著逐漸增 加的運輸長度加速。溜道作為單次、多次和伸縮式溜道製造為筆直的或者彎曲的形式。大 多由木材或者鋼板製成的筆直延伸的溜道根據運輸貨物具有20至80°的傾斜角。溜道的 滑軌通常配設有由塑料製成的襯層，其減小磨損和摩擦。貨物在溜道上的運動相應於斜面 原理。
[0005] 與直溜道相反，螺旋溜道具有螺旋形的滑軌，由此除了重力和摩擦力還有離心力 作用在運輸貨物上，離心力又提高了摩擦力。在設計完整的螺旋中（完整螺旋，至少一個完 整的螺旋線螺距或者貨物在水平面內至少旋轉360° )，螺旋溜道用於垂直向下運輸。如果 只需要運輸貨物在水平面內旋轉< 360°，則螺旋段就足夠了。兩種溜道均適用於成件貨物 和散料貨物。
[0006] 相反，直落管用於將不敏感的散料貨物垂直向下運輸到存放場所、船舶等中。除了 可單獨使用的也需要適當運行（類似於溜道）的直落管，也使用完整的直落管系統。
[0007] 滾動軌道在結構和對運輸貨物的要求方面相應於所謂的滾動輸送機，只是滾動軌 道與滾動輸送機相反不需要被驅動的滾輪，因為其在此是重力輸送機，也就是只向下運輸。 滾動軌道具有承載滾輪，其軸固定地設置在縱梁中。滾動軌道適用於運輸具有平坦、穩定且 足夠大的置放面的成件貨物。通過使用曲線或道岔等，可以完成各種各樣的複雜運輸任務。 對於較長的運輸段，為了限制運輸速度，將制動滾輪裝入運輸段中，其制動力矩由裝入滾輪 中的離心力摩擦制動器或者液壓制動器產生。
[0008] 當前已知的懸掛輸送機用作電動架空輸送機或者積放式懸掛輸送機 (Power-and-Free-.Fdrderer )。電動架空輸送機系統（EHB)由軌道系統組成，被單獨驅動 的EHB車輛在所述軌道系統上行駛。在軌道中集成有滑接導線，其作為電源和信息線路為 車輛提供能量和控制信息。行走機構由自身的電動機通過摩擦輪驅動。摩擦配合將行走機 構的抬升能力限制為在有效載荷為250kg時斜率不超過30°或者在有效載荷為IOOkg時斜 率不超過45°。在其它情況下高度階躍通過抬升機構，即具有軌道區段的升降梯橋接。移 動道岔將材料流分支並且再次將其匯總。為此，移動軌道件，由此將直的或者彎的軌道區段 推入運輸路線中。然而，電動架空輸送機系統具有很多缺點。抬升和落差段只能用於有效 載荷不超過約0. 2t的小型系統，並且高度階躍要求設置抬升和下降站。此外需要電動機並 且進而需要驅動器，因此這個系統的能效不如重力輸送機高。而且部件會被磨損並且必要 時必須更換。由此產生了較高的成本和維護耗費。
[0009] 懸掛輸送運輸系統的路段由兩個重疊布置的軌道組成。（動力）鏈條在上部軌道 中連續地運行並且通過隨動裝置拉動在下部軌道中運行的（自由）車輛，載荷懸掛在車輛 上。因為車輛根據需要可以與運行的動力鏈條脫耦並且再次耦連，所以可實現積放段和道 岔。懸掛輸送運輸系統也具有大量缺點。首先，由於所使用的鏈條產生了極大噪音。該系 統由於封閉的迴路而具有複雜的結構。對於該系統需要用於驅動的電動機。而且，系統部 件磨損並且在必要時必須更換。由此產生了較高的成本和維護耗費。
[0010] 所述系統即溜道、直落管和滾動軌道只能與地面連接地工作。電動架空輸送機或 者懸掛輸送運輸系統儘管是高架或者離地的，但配備有外部驅動器，並且因此必須與電源、 液壓裝置等相連。
[0011] 重力輸送機並且尤其是懸掛輸送機通常由於缺少驅動器而需要適於使所運輸的 貨物制動的部件。DE 1 935 475 U示出了一種配設有制動器的用於運輸貨物支架或滾動 軌道的滾輪，其中，設有圍繞填充有油的封閉腔的旋轉體，在封閉腔中設有齒輪泵，其具有 布置在位置固定的軸上的齒輪，在封閉腔中還設有處於支承在旋轉體中的軸上並且與旋轉 體共同旋轉並且驅動泵的齒輪，泵在滾輪旋轉時使得處於封閉腔中的油連續地循環並且由 此產生由流動阻力形成的制動效果。然而這種設計的缺點在於，其只能在一個方向上實現 制動效果。當運輸路徑內部的傾斜走向改變時，需要在至少兩個運動方向上實現制動效果。 這可能是以下情況，即運輸路段設計為蹺蹺板狀或者在使用懸掛輸送機時起重小車進行相 反的運動。
[0012] 在此使用本發明。本發明所要解決的技術問題在於，提供一種用於重力輸送機的 無磨損且高能效的制動系統，它能夠根據待運輸的載荷和沿至少兩個運動方向的速度自動 地調節其所需的制動力矩。
[0013] 該技術問題按本發明通過權利要求1的特徵解決。從屬權利要求涉及本發明的特 別優選的設計方案。
[0014] 按照本發明建議了一種用於重力輸送機的制動模塊，其具有第一軸和第二軸以及 液壓泵，所述液壓泵的適當部件與第一軸相連以輸送液體。在此，所述制動模塊具有至少一 個流體通道，在所述流體通道上布置有適用於限制處於流體通道內的液體的流速以及用於 封閉流體通道的節流元件，其中，所述節流元件適用於在至少兩個位置上使流體通道變窄。 通過制動模塊的這個按照本發明的設計方案，以有利的方式使得制動模塊由於充分利用了 不斷增加的滯止壓力而能夠在至少兩個方向上發揮其制動效果。液壓泵的原理在此用於通 過流體通道內的被驅動部件（如齒輪）使液體運動。所述被驅動部件在此與第一軸相連， 所述第一軸通過制動模塊外部的影響因素運動，例如通過與第一軸相連的滾輪而運動（被 輸送的貨物通過滾輪滑動）或者通過與第一軸相連的起重小車輪（需要運動的貨物固定在 起重小車上）而運動。重力輸送機按照本發明可以理解為任何適用於藉助重力將貨物從比 終點更高的起點運輸至終點的斜面。本發明優選使用在懸掛輸送機上，其中配設有按照本 發明的制動模塊的起重小車藉助輪子在滾動軌道上從一點滾動到另一點並且運輸起重小 車下方和滾動軌道下方的貨物。
[0015] 在本發明的優選設計方案中，所述節流元件布置在流體通道內部的節流室中，其 中，所述節流室至少在局部具有比流體通道的其餘部分更大的直徑。在此，節流室是流體通 道的一部分並且由於其相對流體通道的其餘部分更大的直徑而首先允許液體在其區域內 具有更高的流動速度。然而在此布置的是這種節流元件，其減小節流室的體積並且在需要 時能夠完全封閉流體通道。通過上述措施，節流元件能夠首先在不影響液體流速的情況下 布置在流體通道內。
[0016] 在本發明的另一優選設計方案中，所述節流元件在其自由端部處具有基本上呈杆 狀的區域並且基本上居中地具有節流區域。在此，所述節流區域的直徑比所述杆狀區域的 直徑更大。通過這種措施，流體通道的直徑可以通過以下方式至少分兩級地縮窄以便節流， 即首先節流元件的杆狀端部區域可以從節流室轉入流體通道的其餘部分，由此相對較少地 減小了流體通道的直徑。然而在需要更大程度地節流時，也可以將節流室中的直徑大於杆 狀區域的節流區域推向流體通道的其餘部分，以便進一步限制流體通道的直徑或者完全封 閉流體通道。按照本發明，通過這種設計方案能夠多級地使制動模塊節流。
[0017] 在本發明的另一優選設計方案中，彈簧與所述節流區域和節流室的壁相互連接或 者能夠與所述節流區域和節流室的壁連接。通過在節流元件上和節流室內部布置彈簧，在 流體通道中流動的液體為了移動流體通道和節流室內部的節流元件必須首先克服彈簧力。 在此，可以根據運輸需要，例如根據貨物重量和/或運輸段的斜率選擇彈簧力。通過改變彈 簧的預緊力，可以調節介質的流量並且由此調節節流效果。這種改變可以藉助節流系統的 旋進深度的梯段式調節（柵欄）來改變。為此，按照本發明布置有用作節流閥的器件（例 如調節螺栓），以便調節彈簧在制動模塊上的彈簧壓力。通過這種措施，能夠在需要時從外 部調節彈簧壓力。
[0018] 在本發明的另一優選設計方案中，所述節流元件的杆狀區域至少部分處於彈簧內 部。彈簧由此通過節流元件固定並且不會在節流室內部產生應力時丟失或歪斜錯位。
[0019] 在本發明的優選設計方案中，液壓泵設計為齒輪泵。在此，制動模塊具有至少一個 驅動輪和從動輪。在此，所述驅動輪能夠通過第一軸驅動，並且所述從動輪可自由旋轉地布 置在第二軸上。在至少一個設計為驅動輪或者從動輪的齒輪的齒部之間以及在至少一個齒 輪和殼體之間設計有間隙以便容納液體。因此，通過齒輪以及容納在間隙中的液體的共同 作用，通過不斷增加的滯止壓力，形成了這樣的系統，其在第一齒輪的被驅動軸中可以自動 地調節速度。
[0020] 在本發明的優選設計方案中，所述制動模塊的殼體具有至少一個用於液體的入口 和/或出口。通過這種措施使得能夠補充和/或更換液體。
[0021] 在本發明的優選設計方案中，液體具有較高粘度。在本發明的特別優選的設計方 案中，所述液體是油。實驗表明，油具有為了在這種系統中實現最佳的制動效果所需的特 性。
[0022] 以下參照附圖根據兩個實施例闡述本發明。在附圖中：
[0023] 圖1以立體圖示出在軌道區段上具有制動模塊的重力懸掛輸送機的起重小車；
[0024] 圖2以示意圖示出剖切圖1中的制動模塊得到的剖面；
[0025] 圖3以示意圖示出剖切圖1中的制動模塊得到的剖面；
[0026] 圖4以立體圖示出剖切圖1中的制動模塊得到的剖面的局部。
[0027] 圖1示出作為重力懸掛輸送機的一部分的起重小車1，其在軌道系統5的區段上具 有制動模塊3。在此，起重小車1基本上由基體7、布置在基體上的懸臂9、兩個布置在制動 模塊3上的第一滾輪11、兩個布置在懸臂9上的第二滾輪13和兩個布置在基體7上的橫向 導引輪15組成。在此，制動模塊3由殼體17和殼體蓋板19組成，所述殼體蓋板藉助螺栓 20與殼體17相連。在此，制動模塊3在端側具有入口 21和出口 23。同樣在端側布置有節 流閥25,通過該節流閥可以調節對包含在制動模塊中的液體F的通流速度的節流。第一滾 輪11布置在制動模塊3兩側並且通過軸27相互連接。在此，軸27貫穿制動模塊3並且形 狀配合地與此處未示出的齒輪相連。第二滾輪13通過滾珠軸承與懸臂9相連。橫嚮導引 輪15同樣通過滾珠軸承與基體7相連。在此處所示的實施例中，起重小車1的運動方向是 從右向左，因此起重小車1的具有制動模塊3的部分沿運動方向處於前方。
[0028] 圖2以示意剖視圖示出圖1中的制動模塊3。在此示出了殼體17,在所述殼體中， 驅動輪29支承在第一軸27上，並且從動輪31支承在第二軸33上。在殼體中布置有入口 21和出口 23。此外，在殼體17中布置有環繞的流體通道41，所述流體通道與入口 21和出 口 23相連。入口 21、出口 23以及流體通道41均通過閉鎖件43封閉。此外，流體通道41 具有節流室45,在節流室中布置有節流元件47,所述節流元件藉助彈簧49支承在節流室45 的壁上。通過入口 21將液體F置入制動模塊3的殼體17內。液體F在填充流體通道41 時匯集在齒輪間隙35內。在填充液體F之後，藉助閉鎖件43將流體通道41與填充通道37 和排放通道39分隔開。
[0029] 在起重小車1從右向左運動的第一實施例中，驅動輪29通過與第一軸27相連的 第一滾輪11被逆時針驅動。在此，驅動輪29通過齒部與從動輪33有效連接，因此從動輪 33沿順時針方向旋轉。一旦使起重小車1運動，則液體F通過驅動輪29驅動順時針地流 過流體通道41以及流過節流閥25並且逆時針地流入從動輪31的齒輪間隙35。從動輪31 的齒輪間隙35中的液體F沿順時針方向運動。通過液體F進入齒輪間隙35的不同流動方 向，在處於齒部區域51下方的第一區域53中產生壓力區，在該壓力區中液體F處於滯止壓 力中，並且在處於齒部區域51上方的第二區域55中產生吸入區，在該吸入區中吸入液體F。
[0030] 液體F在流體通道41中導引通過節流室45,節流元件47布置在節流室中，所述 節流元件藉助彈簧49支承在節流室45的壁上。節流元件47根據流體流通的速度並且因 此藉助周圍的體積流克服彈簧49的彈簧力向左被壓向流體通道41。在速度較慢時，彈簧 49反作用於液體F的滯止壓力。從某一臨界速度開始，由於逐漸增大的滯止壓力可使彈簧 49壓縮，由此朝流體通道41的方向按壓節流元件47。這在該位置處導致流體通道41自動 變窄。由於橫截面變小，阻滯了體積流並且齒輪需要施加更大的力來擠壓殼體17內部的體 積。因此形成了背壓，由此從某一臨界速度開始形成了所需的制動力矩並且通過驅動輪29 傳輸至與驅動輪29相連的第一軸27並且由此通過與第一軸27相連的第一滾輪11進行均 勻的制動。由此使整個起重小車減速並且制動。因此通過速度影響地自動控制地產生了制 動效果。節流元件47和節流室45的具體設計方案和工作方式在以下參照圖4闡述。
[0031] 圖3以示意剖視圖示出圖1中的制動模塊3。所示為已經參照圖2描述過的部件。
[0032] 在起重小車1從左向右運動的第二實施例中，驅動輪29通過與第一軸27相連的 第一滾輪11被順時針驅動。在此，驅動輪29通過齒部與從動輪33有效連接，因此從動輪 33沿逆時針方向旋轉。一旦使起重小車1運動，則液體F通過驅動輪29驅動地逆時針流 過流體通道41以及流過節流閥25並且順時針地流入從動輪31的齒輪間隙35。進入從動 輪31的齒輪間隙35的液體F沿逆時針方向運動。通過液體F進入齒輪間隙35的不同流 動方向，在處於齒部區域51下方的第一區域53中產生吸入區，在該吸入區中吸入液體F，並 且在處於齒部區域51上方的第二區域55中產生壓力區，在該壓力區中液體F處於滯止壓 力中。
[0033] 液體F在流體通道41中導引通過節流室45,節流元件47布置在節流室中，所述節 流元件藉助彈簧49支承在節流室45的壁上。節流元件47根據流體流通的速度並且因此 藉助周圍的體積流克服彈簧49的彈簧力向右被壓向流體通道41。其它部分適用已經針對 圖2描述過的條件。
[0034] 圖4以立體圖示出剖切圖1中的制動模塊得到的剖面的局部。所示為具有節流元 件47的節流室45,所述節流元件藉助彈簧49支承在節流室的壁上並且處於在此僅示意性 示出的驅動輪29下方。在此，節流室45是流體通道41的組成部分。節流室45相對於流 體通道41具有更大的直徑，因此在殼體17內部運輸的液體F可以從節流元件47旁邊流 過。所述節流元件47在其自由端部處具有處於彈簧49內部的杆狀區域57。此外，節流元 件47大致在中間具有節流區域59,所述節流區域具有比杆狀區域57更大的直徑。此外，節 流室45朝向流體通道具有漏鬥狀區域61，所述漏鬥狀區域與節流區域59的幾何形狀相對 應。一旦在此未示出的起重小車1開始運動，則液體F沿某一或者另一方向流過流體通道 41並且從節流元件47旁邊流過節流室45,節流元件47根據液體流通的速度並且因此藉助 周圍的體積流克服彈簧49的彈簧力向左或向右被壓向流體通道41。在速度較慢時，彈簧 49反作用於液體F的滯止壓力。從某一臨界速度開始，由於逐漸增大的滯止壓力可使彈簧 49壓縮，由此朝流體通道41的方向按壓節流元件47。在此，首先只有杆狀區域57使流體 通道41變窄，然而在壓力不斷升高時節流區域59也使流體通道41變窄，在達到可承受的 最高壓力時節流區域59完全貼靠在漏鬥狀區域61上並且因此封閉流體通道41。由於通過 節流元件47封閉了流體通道41，所述系統處於靜止狀態並且在此未示出的與驅動輪29相 連的第一滾輪以最大可能的程度被制動而直至停止。
[0035] 附圖標記清單
[0036] 1起重小車
[0037] 2重力輸送機
[0038] 3制動模塊
[0039] 4液壓泵/齒輪泵
[0040] 5軌道系統
[0041] 7 基體
[0042] 9 懸臂
[0043] 11第一滾輪
[0044] 13第二滾輪
[0045] 15橫嚮導引輪
[0046] 17 殼體
[0047] 19殼體蓋
[0048] 20 螺栓
[0049] 21 入口
[0050] 23 出口
[0051] 25器件/節流閥
[0052] 27 第一軸
[0053] 29驅動輪
[0054] 31從動輪
[0055] 33 第二軸
[0056] 35齒輪間隙
[0057] 37填充通道
[0058] 39排放通道
[0059] 41流體通道
[0060] 43閉鎖件
[0061] 45節流室
[0062] 47節流元件
[0063] 49 彈簧
[0064] 51齒部區域
[0065] 53第一區域
[0066] 55第二區域
[0067] 57桿狀區域
[0068] 59節流區域
[0069] 61漏鬥狀區域
[0070] F 液體
【權利要求】
1. 一種用於重力輸送機（2)的制動模塊（3)，具有第一軸（27)以及液壓泵（4)，所述液 壓泵的適用於輸送液體（F)的部件與第一軸（27)相連，其特徵在於，所述制動模塊（3)具 有至少一個流體通道（41)，在所述流體通道上布置有適用於限制處於流體通道（41)內的 液體（F)的流速以及用於封閉流體通道（41)的節流元件（47)，其中，所述節流元件（47)適 用於在至少兩個位置上使流體通道（41)變窄。
2. 按權利要求1所述的制動模塊（3)，其特徵在於，所述節流元件（47)布置在流體通 道（41)內部的節流室（45)中，其中，所述節流室（45)至少在局部具有比流體通道（41)的 其餘部分更大的直徑。
3. 按權利要求1或2所述的制動模塊（3)，其特徵在於，所述節流元件（47)在其自由 端部處具有基本上呈杆狀的區域（57)並且基本上在中間具有節流區域（59)，所述節流區 域（59)的直徑比所述杆狀區域（57)更大。
4. 按權利要求3所述的制動模塊（3)，其特徵在於，彈簧（49)能夠與所述節流區域 (59)和節流室（45)的壁相互連接或者相互貼靠。
5. 按權利要求4所述的制動模塊（3)，其特徵在於，所述節流元件（47)的杆狀區域 (57)至少部分處於彈簧（49)內部。
6. 按前述權利要求之一所述的制動模塊（3)，其特徵在於，布置有用於調節彈簧（49) 在制動模塊（3)上的彈簧壓力的器件。
7. 按前述權利要求之一所述的制動模塊（3)，其特徵在於，所述液壓泵包括至少一個 驅動輪（29)和從動輪（31)，其中，所述驅動輪（29)能夠通過第一軸（27)驅動，並且所述從 動輪（31)可自由旋轉地布置在第二軸（33)上，並且在驅動輪（29)和/或從動輪（31)的 齒部以及殼體之間設計有齒輪間隙（35)，以便容納液體（F)。
8. 按前述權利要求之一所述的制動模塊（3)，其特徵在於，所述制動模塊（3)具有至少 一個用於液體（F)的入口（21)和/或出口（23)。
9. 按前述權利要求之一所述的制動模塊（3)，其特徵在於，所述液體（F)具有較高粘 度。
10. -種用於重力懸掛輸送機的起重小車（1)，其特徵在於，在所述起重小車上布置有 按前述權利要求之一所述的制動模塊（3)。
【文檔編號】F04C2/18GK104520212SQ201380041425
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年5月31日 優先權日:2012年6月9日
【發明者】C.裡蒂格, M.基克 申請人:大眾汽車有限公司