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Die
Erfindung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung, die eine
relativ zu ihr bewegliche Stange zumindest teilweise umgreift, wobei
die Brems- und/oder Klemmvorrichtung mindestens ein Keilgetriebe
mit einem zumindest annähernd
parallel zur Stange beweglichen Keil und einen zumindest annähernd radial
zur Stange beweglichen Stößel, eine
auf den Keil wirkende Betätigungsvorrichtung und
eine auf den Keil wirkende Lösevorrichtung
umfasst.
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Aus
den Produktinformation Nr. F 10 der Sitema GmbH & Co. KG, "Doppeltwirkende Feststelleinheiten", Stand 03/03 ist
eine derartige Vorrichtung bekannt. Ein hülsenförmiger Keil mit einem Innenkonus
wirkt hierbei auf eine Klemmhülse
mit einem Außenkonus.
Diese Vorrichtung hat einen niedrigen Wirkungsgrad, da bei der Betätigung und
beim Lösen hohe
Reibungsverluste entstehen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde,
eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung zu entwickeln, die bei kompakter Bauweise
eine hohe Klemmkraft ermöglicht.
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Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu
drückt
der betätigte
Stößel eine
Klemmhülse
radial vorgespannt an die Stange an. Außerdem sind zumindest ein Teil der
Bewegungsfugen des Keilgetriebes wälzgelagert ausgeführt.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.
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1:
Dimetrischer Schnitt einer Klemm- und/oder Bremsvorrichtung;
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2:
Teillängsschnitt
durch eine Vorrichtung nach 1 im gelüftete Zustand;
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3:
Teillängsschnitt
durch eine Vorrichtung nach 1 im betätigten Zustand;
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4:
Querschnitt durch eine Vorrichtung nach 1;
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5:
Klemmhülse;
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6:
Prinzipskizze einer gelüfteten
Brems- und/oder Klemmvorrichtung;
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7:
Prinzipskizze einer betätigten
Brems- und/oder Klemmvorrichtung.
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Die 1 bis 4 zeigen
Längs-
und Querschnitte einer Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10),
z.B. einer Hubbremse (10). Die Hubbremse (10)
umgreift eine durch die Hubbremse (10) hindurchgeführte Stange
(1), die z.B. auf beiden Stirnseiten (11, 12)
aus der Hubbremse (10) heraussteht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
umgreift die Hubbremse (10) die Stange (1) vollständig. Die
Hubbremse (10) kann die Stange (1) aber auch in
einem Segment umgreifen, wobei der Segmentwinkel mindestens 210
Winkelgrad beträgt.
Die Stange (1) ist zumindest in axialer Richtung – in Richtung
der Längsachse
der Stange (1) – relativ
zur Hubbremse (10) beweglich.
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Die
Stange (1) hat beispielsweise einen zylindrischen Querschnitt,
wobei ihr Durchmesser z.B. 28 mm beträgt. Die Stange (1)
kann beispielsweise auch einen elliptischen, ovalen, quadratischen,
rechteckigen, drei- oder mehreckigen Querschnitt haben. Sie kann
z.B. eine Hubstange, eine waagerechte oder geneigte Führungsstange,
eine Kolbenstange etc. sein.
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Die
Hubbremse (10) umfasst ein beispielsweise zylindrisches
Gehäuse
(13), in dem ein z.B. sechs Keilgetriebe (41),
eine Betätigungsvorrichtung (81)
und eine Lösevorrichtung
(91) angeordnet sind. Zur Aktivierung der Lösevorrichtung
(91) ist am Gehäuse
(13) beispielsweise ein Pneumatikanschluss (14)
vorgesehen.
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Das
Gehäuse
(13) hat z.B. eine Länge
von 160 mm und einen Durchmesser von 135 mm. Es besteht beispielsweise
aus einem Hauptgehäuseteil (15)
und einem mit diesem verschraubten Adaptergehäuseteil (16). An seinen
beiden stirnseitigen Enden ist es jeweils mit einem Deckel (17, 18)
verschlossen. Hierbei ist der Abstützdeckel (17) auf
das Hauptgehäuseteil
(15) und der Anschlussdeckel (18) auf das Adaptergehäuseteil
(16) aufgeschraubt. Die einzelnen Bauteile (15–18)
können
auch mittels Verbindungselementen, z.B. Schrauben, miteinander verbunden
sein. Hierzu können
die einzelnen Bauteile (15–18) z.B. Durchgangsbohrungen
und/oder Gewinde aufweisen. Auch eine Ausführung mit Flanschen oder eine
Zugankerbauweise ist denkbar.
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Das
Hauptgehäuseteil
(15) hat z.B. die Gestalt eines Rohres, dessen Länge etwa
60% der Länge
der Hubbremse (10) beträgt.
Beide Rohrenden tragen Außengewinde
(21) zur Aufnahme der Anschlussbauteile (16, 17).
Die Innenwandung (22) hat z.B. sechs durchgängige Führungsnuten
(23), vgl. die 2–4. Die Breite
der Führungsnuten
(23) beträgt
in diesem Ausführungsbeispiel
12% des Durchmessers des Hauptgehäuseteils (15). Das Hauptgehäuseteil
(15) hat außerdem
bei etwa 25% seiner Länge,
vom Adaptergehäuseteil
(16) aus gesehen, Gewindebohrungen (24), die z.B.
mittig in den Führungsnuten
(23) liegen.
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In
jeder Führungsnut
(23) sitzt jeweils ein quaderförmiger Führungsklotz (19),
dessen Länge etwa
der Hälfte
der Länge
des Hauptgehäuseteils (15)
entspricht. Diese Führungsklötze (19)
sind z.B. mittels Stiftschrauben (25), die in den Gewindebohrungen
(24) sitzen, befestigt. Die radial nach innen orientierte
Oberfläche
(26) der Führungsklötze (19) ist
beispielsweise gehärtet.
Die Führungsklötze (19) können auch
Teil des Hauptgehäuseteils
(15) sein.
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Jeder
Führungsklotz
(19) stützt
ein Keilgetriebe (41) ab. Das einzelne Keilgetriebe (41)
umfasst einen nahe am Führungsklotz
(19) liegenden Keil (42) und einen nahe an der
Stange (1) liegenden Stößel (43).
Die Keile (42) sind in einer Richtung parallel zur Stange
(1) beweglich. Zwischen den Führungsklötzen (19) und den
Keilen (42) sind Wälzelemente (44)
angeordnet. Diese Wälzelemente
(44) sind beispielsweise Rollen (44), die durch
Käfige
(45) gehalten sind. Die Achsen der Rollen (44)
liegen quer zur Achse der Stange (1). Der Achsabstand der äußersten
Rollen (44) zueinander beträgt hier 72% der Länge der
Führungsklötze (19).
Die Länge
der gesamten Rollenführungen
(44, 45) entspricht im Ausführungsbeispiel etwa 95% der
Länge der
Führungsklötze (19).
Die Käfige
(45), z.B. Kunststoff- oder Metallkäfige, haben einen H-förmigen Quer schnitt,
vgl. 4. Hierbei ragen die beiden seitlichen Stege (56, 57) über die
Führungsklötze (19)
und die Keile (42) und führen die beiden Teile (19, 42)
zueinander quer zur Führungsrichtung
der Rollenführungen
(44, 45).
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Die
Keile (42) sind beispielsweise um 25% länger als die Führungsklötze (19),
vgl. die 2 und 3. Bei der
in der 2 dargestellten gelüfteten Hubbremse (10)
stehen sie in Richtung der Betätigungsvorrichtung
(81), in der Löserichtung
(3), über die
Führungsklötze (19) über. Ist
die Hubbremse (10) betätigt,
vgl. 3, stehen die Keile (42) in Richtung der
Lösevorrichtung
(91), in der Betätigungsrichtung (2), über die
Führungsklötze (19) über. An
den Keilen (42) sind beispielsweise zumindest die Laufflächen (53)
für die
Wälzelemente
(44) und die diesen abgewandten Keilflächen (54) gehärtet, die
Keile (42) können
aber auch durchgehärtet
sein. Die Keilflächen (54)
der Keile (42) haben eine Steigung von z.B. 1 Grad. Die
Keile (42) verjüngen
sich in diesem Ausführungsbeispiel
in Richtung der Lösevorrichtung (91).
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Zwischen
den Keilflächen
(54) und den Stößeln (43)
liegt in allen Keilgetrieben (41) jeweils z.B. eine weitere
Rollenführung
(46, 47). Der Aufbau und die geometrischen Abmessungen
dieser Rollenführungen
(46, 47) entsprechen z.B. dem Aufbau und den geometrischen
Abmessungen der Rollenführungen
(44, 45). Als Wälzelemente (44, 46)
können
statt der in den 1 und 4 dargestellten
Rollen auch Kugeln, Nadeln, etc. eingesetzt werden. Die beiden seitlichen
Stege (58, 59) der Käfige (47) ragen über die
Keile (42) und die Stößel (43).
Hierdurch verhindern sie einen seitlichen Versatz, vgl. 4,
der beiden Bauteile (42, 43) zueinander.
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Die
Länge der
Stößel (43)
entspricht hier der Länge
der Führungsklötze (19).
Im dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
verjüngen
die Stößel (43)
sich in Richtung der Betätigungsvorrichtung (81).
Ihre ggf. gehärteten
Oberseiten (61) haben z.B. die gleiche Steigung wie die
Keilflächen
(54) der Keile (42). Die Unterseiten (62)
sind ebene Flächen. Mindestens
eine Normale zu jeder dieser Flächen schneidet
die Mittellinie der Stange (1). Die Stößel (43) können auch
durchgehärtet
sein.
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Für eine Bewegung
in der Klemmrichtung (4), vgl. 3, werden
die Stößel (43)
z.B. durch den Deckel (17) und das Adaptergehäuseteil
(16) geführt. Die
Führungsflächen (27, 31)
dieser Bauteile (16, 17) haben einen geringen
Abstand zu den Stirnflächen (63, 64)
der Stößel (43).
Dieser Abstand beträgt
maximal einige Zehntelmillimeter. Gegebenenfalls können die
Führungsflächen (27, 31)
und/oder die Stirnflächen
(63, 64) der Stößel (43) geschmiert
sein oder mit einer selbstschmierenden Oberfläche beschichtet sein. Auch
der Einsatz von Wälzelementen
ist denkbar.
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Die
Unterseiten (62) der Stößel (43)
wirken auf eine Klemmhülse
(71), vgl. die 1–4. Diese
Klemmhülse
(71) umgreift im Ausführungsbeispiel die
Stange (1) vollständig.
Sie ragt in eine zentralen Bohrung (32) des Deckels (17).
In axialer Richtung, vgl. die 2 und 3,
wird ihre Lage durch die zentrale Bohrung (32) und die
Führungsfläche (27) des
Adaptergehäuseteil
(16) begrenzt. Hierbei besteht zumindest zwischen der Klemmhülse (71)
und der Führungsfläche (27)
eine Bewegungsfuge (72). Die Klemmhülse (71) kann in radialer
und axialer Richtung durch die zentrale Bohrung (32) des
Deckels (17) fixiert sein.
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Die
Klemmhülse
(71) ist als Einzelteil in der 5 dargestellt.
Ihre Länge
beträgt
beispielsweise 82,5 mm. Sie hat einen hohlzylinderförmigen Grundkörper (73)
mit einem maximalen Außendurchmesser
von z.B. 47 mm. Der Innendurchmesser ist wenige Hunderstel Millimeter
größer als
der Stangendurchmesser, so dass die Klemmhülse (71) leicht auf die
Stange (1) aufschiebbar ist. Der Werkstoff der Klemmhülse (71)
ist z.B. ein metallischer oder ein nichtmetallischer Werkstoff.
Auch ein Verbundwerkstoff kann eingesetzt werden. Die Klemmhülse (71) kann
z.B. pulvermetallurgisch hergestellt sein.
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Der
Grundkörper
(73) hat beispielsweise sechs am Umfang gleichmäßig verteilte
Längsschlitze
(74), deren Länge
z.B. 90% der Länge
des Grundkörpers
(73) beträgt.
Diese Längsschlitze
(74), ihre Breite beträgt
z.B. 3 mm, enden jeweils in einer Entlastungsbohrung (75).
Sie teilen Klemmelemente (76) voneinander ab. Diese Klemmelemente
(76) haben auf ihren Außenseiten (77) z.B.
eingefräste
Stößelauflageflächen (78).
Diese sind beispielsweise ebene Planflächen, auf denen nach dem Zusammenbau
der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) die Stößel (43)
vollflächig
aufliegen. Die Stößel (43)
sitzen somit z.B. formschlüssig
in der Klemmhülse
(71). Die einzelne Stößelauflagefläche (78)
kann auch die Breite eines Klemmelements (76) haben.
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Die
Innenwandungen der Klemmelemente (76) sind die Reib- und/oder Bremsbeläge (79),
die sich beim Bremsen und/oder beim Klemmen der Vorrichtung (10)
an die Stange (1) anlegen. Gegebenenfalls können die
Reib- und/oder Bremsbeläge
(79) als Beschichtung auf die Innenwandung der Klemmhülse (71)
aufgebracht sein.
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Die
Betätigungsvorrichtung
(81) umfasst beispielsweise sechs Federn (82),
die zwischen einer Ringplatte (83) und dem Abstützdeckel
(17) angeordnet sind. Die Ringplatte (83) liegt
mit ihrer Keilanlageseite (84) an den Stirnseiten (51)
aller Keile (42) an. Die Federn (82), z.B. Schraubenfedern
(82), sitzen in Einsenkungen (86) der den Keilen
(42) abgewandten Federanlageseite (85) der Ringplatte
(83). Diese Einsenkungen (86) sind auf einem regelmäßigen Teilkreis
angeordnet. Die Stärke
der Ringplatte (83) im Bereich der Einsenkungen (86)
beträgt
z.B. 4 mm. Die gedachten Mittellinien (87) der Federn (82) durchdringen
die Keil (42) zumindest annähernd zentrisch. Die deckelseitige
Abstützfläche (33)
der Federn (82) ist beispielsweise eine Planfläche.
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Die
Anzahl der Federn (82) kann höher oder niedriger sein als
die Anzahl der Keilgetriebe (41). So kann z.B. eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10)
mit sechs Keilgetrieben (41) eine Betätigungsvorrichtung (81)
mit drei Federn (82) umfassen. Die Mittellinien (87)
der Federn (82) können
in der Betätigungsrichtung
(2) der Keil (42) liegen, ohne letztere zu durchdringen.
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Die
in den 1–3 dargestellten
Federn (82) sind z.B. Schraubenfedern (82) mit
einem rechteckigen Querschnitt. Es können aber auch Federn (82)
mit kreisförmigen
Querschnitt, Tellerfedern etc. eingesetzt werden.
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Die
Betätigungsvorrichtung
(81) kann auch hydraulisch, pneumatisch oder mittels eines
Motors betrieben werden. So kann beispielsweise bei einer hydraulischen
Betätigungsvorrichtung
die Ringplatte (83) der Kolben einer Zylinder-Kolbeneinheit
sein oder mit diesem Kolben verbunden sein. Auch der Einsatz eines
Piezoelementen oder eines Formgedächtniselements ist denkbar.
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Die
Lösevorrichtung
(91) umfasst beispielsweise zwei in Reihe geschaltete pneumatisch
betriebene Zylinder-Kolbeneinheiten (92, 93; 94, 95),
die auf die Löseseite
(52) der Keile (42) wirken. Die Kolben (93, 95)
beider Zylinder-Kolbeneinheiten (92, 93; 94, 95)
sind mittels Kolbenstangen (96) miteinander verbunden.
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Der
Zylinder (92) ist ein Ringzylinder, der durch das Adaptergehäuse (16)
gebildet wird. Der Kolben (93) ist ein Ringkolben (93),
dessen Außendurchmesser
z.B. 117 mm und dessen Innendurchmesser beispielsweise 36 mm beträgt. In seiner
Bohrung (101) und an seinem äußeren Umfang trägt er Dichtelemente
(102, 103), z.B. O-Ringe. Im montierten Zustand,
vgl. die 1–3 ragt das
Adaptergehäuseteil
(16) dornartig durch die Bohrung (101) des Ringkolbens
(93). Die Kolbenfläche
(104) hat eine Einsenkung (105), deren Fläche z.B.
75% der Kolbenfläche
(104) beträgt.
Der Ringkolben (93) hat in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise
sechs in Richtung der Keilgetriebe (41) ragende Finger (106).
Diese sind bündig
mit der äußeren Umfangskontur
des Ringkolbens (93) und liegen im montierten Zustand,
vgl. die 1 und 4, im Raum
zwischen den Führungsklötzen (19).
Die Finger (106) sind hier um wenige Millimeter kürzer als
die Keile (42). Statt sechs Fingern (106) kann
der Ringkolben (93) beispielsweise drei Finger (106)
umfassen, die dann z.B. in jedem zweiten Zwischenraum zwischen den
Führungsklötzen (19)
liegen. Gegebenenfalls kann der Kolben (93) ohne Finger
(106) ausgeführt sein.
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In
der zusammengebauten Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10)
liegen alle Keile (42) mit ihrer Löseseite (52) an der
Keilanlagefläche
(107) des Ringkolbens (93) an.
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Der
Zylinder (94) ist ein Ringzylinder, der durch den Anschlussdeckel
(18) gebildet wird. In diesem Zylinder (94) sitzt
der Ringkolben (95) verschiebbar auf einem Deckeldorn (37).
Die dem Deckel (18) zugewandte Kolbenfläche (111) – sie ist
z.B. 5% größer als
die Kolbenfläche
(104) – hat
eine Einsenkung (112), deren Fläche mehr als 50% der Kolbenfläche (111)
beträgt.
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Der
Deckel (18) verfügt über einen
Zuführkanal
(35), durch den z.B. Luft vom Pneumatikanschluss (14)
in den vom Kolben (95) und vom Deckel (18) begrenzten
Zylinderraum (113) gefördert
wird.
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Auf
der dem Zylinderraum (113) abgewandten Kolbenstangenseite
(114) sind die z.B. sechs Kolbenstangen (96) in
den Ringkolben (95) eingesetzt. Diese Kolbenstangen (96)
sind beispielsweise so angeordnet, dass ihre gedachte Mittellinie
zumindest annähernd
zentrisch die Löseseiten
(52) der Keile (42) durchdringen. Jede Kolbenstange
(96) hat eine zentrale Kolbenstangenbohrung (97),
die mit einer Kolbenbohrung (115) im Kolben (95)
fluchtet. Der Innenraum der Kolbenstangenbohrung (97) ist
damit mit dem Zylinderraum (113) verbunden. Die Kolbenstangen
(96) sind durch das Adaptergehäuse (16) abgedichtet
hindurchgeführt
und liegen am Ringkolben (92) an. Eine radiale Öffnung (117)
verbindet hier die Kolbenstangenbohrung (97) mit dem Zylinderraum
(108), der durch das Adaptergehäuse (16) und dem Ringkolben
(93) begrenzt wird.
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Die
Anzahl der Kolbenstangen (96) der Lösevorrichtung (91)
kann niedriger oder höher
als die Anzahl der Keilgetriebe (41) sein. Die Lösevorrichtung (91)
kann auch so ausgeführt
sein, dass die gedachten Mittellinien der Kolbenstangen (96)
parallel zur Löserichtung
(3) der Keile (42) verlaufen und die Keile (42)
nicht durchdringen.
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Gegebenfalls
kann die hier dargestellte pneumatische Lösevorrichtung (91)
mit nur einem Ringkolben (93) ausgeführt sein. Das Adaptergehäuseteil
(16) hat dann einen Pneumatikanschluss (14) und
schließt
das Gehäuse
(13) ab. Auf den zweiten Ringkolben (95) und die
Kolbenstangen (96) kann dann verzichtet werden. Auch eine
Ausführung
mit drei oder mehr oder mehr hintereinandergeschalteten Kolben ist
denkbar.
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Anstatt
mit einem pneumatischen Antrieb kann die Lösevorrichtung (91)
hydraulisch oder mittels eines Motors betrieben werden. Auch der
Einsatz von Piezoelementen oder eines Formgedächtniselements ist denkbar.
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Der
Anschlussdeckel (18) hat auf seiner Außenseite Befestigungsbohrungen
(36), mit der die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10)
an einem gegenüber
der Stange (1) beweglichen Bauteil befestigt werden kann.
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Bei
der Montage der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) werden
beispielsweise zunächst
die Führungsklötze (19)
in das Hauptgehäuseteil
(15) eingesetzt und mittels der Stiftschrauben (25)
gesichert. Gegebenenfalls kann jeder Führungsklotz (19) mittels
zweier Einstell- oder Stiftschrauben (25) befestigt werden,
um eine radiale Einstellung der Führungsklötze (19) zu ermöglichen.
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Nach
dem Einsetzen der Rollenführungen (44, 45)
und der Keile (42) werden dann z.B. die Rollenführungen
(46, 47) und die Stößel (43) von der Seite
der Lösevorrichtung
(91) aus eingesetzt. Von dieser Seite aus wird auch der
Ringkolben (93) so eingesetzt, dass die Finger (106)
zwischen den Führungsklötzen (19)
liegen. Anschließend
kann das Adapterge häuseteil
(16) an das Hauptgehäuseteil
(15) geschraubt werden. Hierbei wird das Adaptergehäuseteil
(16) so eingestellt, dass ein geringer Führungsspalt
zu den Stößeln (43)
verbleibt und dass die Bohrungen (28) für die Kolbenstangen (96)
mit den Keilen (42) fluchten.
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Im
nächsten
Montageschritt wird beispielsweise der Ringkolben (95)
mit den auf ihm vormontierten Kolbenstangen (96) in das
Adaptergehäuse (16)
eingesteckt und anschließend
der Befestigungsdeckel (18) auf das Adaptergehäuseteil
(16) aufgeschraubt.
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Von
der Seite der Betätigungsvorrichtung (81)
aus kann nun die Klemmhülse
(71) so eingesetzt werden, dass die Klemmelemente (76)
unter den Stößeln (43)
liegen. Gegebenenfalls sind zur Montage der Klemmhülse (71)
die Keile (42) in der Löserichtung
(3) zu verschieben. Dies kann während der Montage von Hand
oder mittels der Lösevorrichtung (91)
erfolgen.
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Zur
Fertigstellung der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10)
werden nun die Ringplatte (83) und die Federn (82)
eingesetzt. Hierbei wird die Ringplatte (83) so eingesetzt,
dass die Einsenkungen (86) mit den Keilen (42)
fluchten. Um das Gehäuse (13)
zu schließen,
wird der Deckel (17) auf das Hauptgehäuseteil (15) geschraubt.
Nach der Montage kann die Klemmhülse
(71) außerhalb
der Klemmelemente (76) z.B. durch den Deckel (17)
in radialer und/oder axialer Richtung fixiert sein.
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Die
Reihenfolge der Montageschritte kann auch anders gewählt werden.
Hierbei können
auch einzelne Bauteile miteinander verbunden werden, z.B. mittels
Verbindungselementen. Zur Einstellung der Führungs- und Bewegungsfugen
(72, 66, 67) können Einstellmittel vorgesehen
sein.
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Um
die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) zu zentrieren,
kann diese z.B. an einem Lehrdorn ausgerichtet werden. Hierfür wird ein
Lehrdorn, dessen Querschnitt identisch ist mit dem Querschnitt der
Stange (1), in die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10)
eingesetzt. Nun können
durch Einstellung der Führungsklötze (19)
die Reibbeläge
(79) z.B. so eingestellt werden, dass das Gehäuse (13) gegenüber der
Stange (1) zentriert ist.
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Bei
der Montage der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) an
der Stange (1) wird die Brems- und/oder Klemmvorrichtung
(10) beispielsweise bei aktivierter Lösevorrichtung (91)
auf die Stange (1) geschoben. Hiernach wird die Brems- und/oder
Klemmvorrichtung (10) z.B. an einem Werkzeugschlitten befestigt,
der relativ gegenüber
der Stange (1) beweglich ist.
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Wird
der pneumatische Druck der Lösevorrichtung
(91) abgeschaltet, schiebt die Betätigungsvorrichtung (81)
das Keilgetriebe (41) von der in der 2 gezeigten
gelüfteten
Position der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) in die
in der 3 dargestellte betätigte Position der Brems- und/oder Klemmvorrichtung
(10). Hierbei wird mittels der Federn (82) die
Ringplatte (83) in der Betätigungsrichtung (2)
verschoben. Die Ringplatte (83) drückt sämtliche Keile (42)
in diese Richtung, wobei die Keile (42) an den Rollen (44)
entlang wälzen.
Der Keilhub beträgt
beispielsweise 10 mm. Die Rollenführungen (44, 45)
in dieser Bewegungsfuge (66) werden hierbei um den halben
Hub der Keile (42) versetzt. Die Keile (42) verschieben
die Kolben (93, 95) z.B. in die in der 3 dargestellte
rechte Endlage. Hierbei kann z.B. die Druckluft aus den Zylinderräumen (108, 113)
durch Schnellentlüftungsventile
entweichen.
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Bei
ihrer Bewegung wälzen
die Keile (42) gleichzeitig entlang der Wälzelemente
(46) ab. Auch in der Bewegungsfuge (67) werden
die Rollenführungen
(46, 47) um den halben Keilhub verschoben. Gleichzeitig
werden die Stößel (43),
die ebenfalls an den Wälzelementen
(46) abwälzen,
radial in Richtung der Stange (1) verschoben. In dieser
Klemmrichtung (4) werden sie mittels der Führungsflächen (27, 31)
geführt.
Die Stößel (43)
pressen in der Klemmrichtung (4) die Bremsbeläge (79)
unter elastischer Verformung der Klemmelemente (76) der Klemmhülse (71)
gegen die Stange (1). Die Klemmkraft in diesem Ausführungsbeispiel
entspricht etwa der sechzigfachen Federkraft. Die Klemmhülse (71) wird
in radialer Richtung vorgespannt. Hiermit wird beispielsweise ein
bewegter Werkzeugschlitten abgebremst oder bei einem stehenden Werkzeugschlitten
die Stange (1) zum Halten der Position geklemmt.
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Das
Klemmen und/oder Bremsen erfolgt ohne Verzögerung bei Wegnahme des Pneumatikdrucks.
Selbst wenn die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) während einer
längeren
Zeitdauer nicht betätigt
wird, spricht die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10)
aufgrund der geringen Anlauf- und Rollreibung der Wälzführungen
(44, 45; 46, 47) in den Bewegungsfugen
(66, 67) sofort an. Somit ist eine sichere Notbremsfunktion
gewährleistet.
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Zum
Lösen der
Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) wird der Pneumatikanschluss
(14) z.B. an das Druckluftnetz angeschlossen. Die Brems- und/oder
Klemmvorrichtung (10) wird nun von dem in der 3 gezeigten,
die Stange (1) klemmenden Zustand in den in der 2 dargestellten
gelösten
Zustand übergeführt.
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Die
einströmende
Druckluft dringt in den Zylinderraum (113) und durch die
Kolbenstangenbohrung (97) hindurch in den Zylin derraum
(108) ein. Die Kolben (93, 95) werden
in der Löserichtung
(3) verschoben. Die Finger (106) verhindern dabei
ein Verkippen des Kolbens (93). Die auf die Keile (42) übertragene
Kraft ist die Summe der Schubkräfte
der Kolben (93) und (95). Hiermit wird mit dieser
kompakten Lösevorrichtung
(91) ein hohe Kraft zum Lüften der Brems- und/oder Klemmvorrichtung
(10) erzeugt. Die Keile (42) werden in der Löserichtung
(3) durch die Rollenführungen
(44, 45) geführt
und schieben die Ringplatte (83) ebenfalls in die Löserichtung
(3). Hierbei werden die Federn (82) komprimiert.
-
Die
elastisch verformte Klemmhülse
(71) drückt
unter Rückverformung
der Klemmelemente (76) die Stößel (43) gegen die
Rollenführungen
(46, 47). Beim Abheben der Reibbeläge (79)
wird die Stange (1) freigegeben. Beispielsweise kann der Werkzeugschlitten
jetzt wieder frei bewegt werden. Während des Lüftens der Brems- und/oder Klemmvorrichtung
(10) bleiben die Rollenführungen (44, 45; 46, 47)
ständig
belastet.
-
Die
erforderliche Lösekraft
ist annähernd konstant,
da die Anlaufreibung der Rollenführungen (44, 45, 46, 47)
nur unwesentlich höher
ist als die Rollreibung.
-
Da
bei der Betätigung
und beim Lüften
der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) nur geringe Reibungsverluste
entstehen, hat diese Vorrichtung (10) einen hohen Wirkungsgrad.
Trotz ihrer kompakten Abmessungen können mit dieser Vorrichtung
(10) hohe Brems- und/oder Klemmkräfte erreicht werden.
-
Die
Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) kann für verschiedene
Stangendurchmesser eingesetzt werden. Für eine Stange (1)
kleineren Durchmessers wird z.B. die Klemmhülse (71) gegen eine Klemmhülse ausgetauscht,
die zumindest im Bereich der Reib- und/oder Bremsbeläge (79)
einen kleineren Innendurchmesser hat.
-
Die
Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) kann z.B. mit drei
Keilgetrieben (41) ausgeführt sein. Im Querschnitt sind
diese dann z.B. in einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordnet.
-
Das
Keilgetriebe (41) kann auch einen konusringförmigen Keil
und einen konusringförmigen Stößel umfassen.
Die Wälzelemente
in den Bewegungsfugen sind dann beispielsweise Kugelhülsen mit
oder ohne Kugelrückführung.
-
Die
Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) erfordert nur einen
geringen Wartungsaufwand. Sie kann daher auch an schwer zugänglichen
Stellen einer Anlage eingebaut werden.
-
Die 6 und 7 zeigen
Prinzipskizzen einer gelüfteten
und einer betätigten
Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10). Die Klemmhülse (71)
ist hier mit einem elastischen Gelenk (121), z.B. einem
Filmgelenk (121) dargestellt. Ist die Brems- und/oder Klemmvorrichtung
(10) gelöst,
vgl. 6, besteht zwischen den Reib- und/oder Bremsbelägen (79)
und der Stange (1) ein Spalt (6).
-
Bei
der Betätigung
der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) werden die Klemmelemente (76)
mit den Reib- und/oder Bremsbelägen
(79) mittels der Keilgetriebes (41) gegen die
Stange (1) gepresst. Das elastische Gelenk (121)
wird hierbei verformt und somit die Klemmhülse (71) radial vorgespannt
an die Stange (1) angedrückt.
-
- 1
- Stange
- 2
- Betätigungsrichtung
- 3
- Löserichtung
- 4
- Brems-
und/oder Klemmrichtung
- 6
- Spalt
- 10
- Brems-
und/oder Klemmvorrichtung, Hubbremse
- 11,
12
- Stirnseiten
von (10)
- 13
- Gehäuse
- 14
- Pneumatikanschluss
- 15
- Hauptgehäuseteil
- 16
- Adaptergehäuseteil
- 17
- Deckel,
Abstützdeckel
- 18
- Deckel,
Anschlussdeckel, Befestigungsdeckel
- 19
- Führungsklötze
- 21
- Außengewinde
- 22
- Innenwandung
- 23
- Führungsnuten
- 24
- Gewindebohrungen
- 25
- Stiftschrauben
- 26
- Oberfläche von
(19)
- 27
- Führungsflächen von
(16)
- 28
- Bohrungen
in (16)
- 29
- Dichtungen
in (28)
- 31
- Führungsflächen von
(17)
- 32
- Zentrale
Bohrung von (17)
- 33
- Abstützfläche von
(17)
- 35
- Zuführkanal
in (18)
- 36
- Befestigungsbohrungen
- 37
- Deckeldorn
- 41
- Keilgetriebe
- 42
- Keile
- 43
- Stößel
- 44
- Wälzelemente,
Teil der Rollenführung, Rollen
- 45
- Käfige, Teil
der Rollenführung
- 46
- Wälzelemente,
Teil der Rollenführung, Rollen
- 47
- Käfige, Teil
der Rollenführung
- 51
- Stirnseiten
von (42), Betätigungsseite
- 52
- Stirnseiten
von (42), Löseseite
- 53
- Laufflächen von
(42)
- 54
- Keilflächen von
(42)
- 56,
57
- Stege
von (45)
- 58,
59
- Stege
von (47)
- 61
- Oberseiten
von (43)
- 62
- Unterseiten
von (43)
- 63,
64
- Stirnflächen von
(43)
- 66,
67
- Bewegungsfugen
- 71
- Klemmhülse
- 72
- Bewegungsfugen
- 73
- Grundkörper
- 74
- Längsschlitze
- 75
- Entlastungsbohrungen
- 76
- Klemmelemente
- 77
- Außenseiten
- 78
- Stößelauflageflächen
- 79
- Reib-
und/oder Bremsbeläge
- 81
- Betätigungsvorrichtung
- 82
- Federn,
Schraubenfedern
- 83
- Ringplatte
- 84
- Keilanlageseite
von (83)
- 85
- Federanlageseite
von (83)
- 86
- Einsenkung
- 87
- Mittellinien
von (82)
- 91
- Lösevorrichtung
- 92
- Zylinder
- 93
- Kolben,
Ringkolben
- 94
- Zylinder
- 95
- Kolben,
Ringkolben
- 96
- Kolbenstangen
- 97
- Kolbenstangenbohrung
- 101
- Bohrung
- 102,
103
- Dichtelemente
- 104
- Kolbenfläche von
(93)
- 105
- Einsenkung
- 106
- Finger
- 107
- Keilanlagefläche
- 108
- Zylinderraum
- 111
- Kolbenfläche von
(95)
- 112
- Einsenkung
in (111)
- 113
- Zylinderraum
- 114
- Kolbenstangenseite
- 115
- Kolbenbohrung
- 117
- radiale Öffnung in
(96)
- 121
- Gelenk,
Filmgelenk