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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Werkzeugnotbremsvorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
ist bereits eine Werkzeugnotbremsvorrichtung, insbesondere für eine Stationärsäge, mit
einer Bremseinheit vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Werkzeugnotbremsvorrichtung, insbesondere
für eine
Stationärsäge, mit
einer Bremseinheit.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit dazu vorgesehen ist, selbstverstärkend zu
bremsen. Unter einer „Werkzeugnotbremsvorrichtung” soll insbesondere
eine Vorrichtung verstanden werden, die ein Werkzeug in einer Situation,
in der Gefahr von dem Werkzeug für
einen Bediener besteht, bremst. Insbesondere bremst die Werkzeugnotbremsvorrichtung
das Werkzeug, wenn der Bediener das Werkzeug berührt. Vorzugsweise weist die
Werkzeugnotbremsvorrichtung eine Recheneinheit auf, die mit zumindest
einem Sensor kommuniziert. Der Sensor ist dazu vorgesehen eine Gefahr
für einen
Bediener und/oder eine Berührung
des Werkzeugs durch den Bediener zu erkennen. Die Recheneinheit
weist eine Schnittstelle zu der Bremseinheit auf, mittels der die Recheneinheit
eine Bremsung auslösen
kann. Unter einer „Stationärsäge” soll insbesondere
eine Säge verstanden
werden, die während
eines Sägevorgangs
zumindest teilweise in Bezug auf eine Umgebung unbewegt bleibt,
wie beispielsweise eine Tischkreissä ge, eine Kappsäge, eine
Gehrungssäge,
eine Paneelsäge
und/oder eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Säge. Unter
dem Begriff „selbstverstärkend” soll insbesondere
verstanden werden, dass zumindest ein Teil von bei einer Bremsung
entstehenden Normalbremskräften
von Reibungsbremskräften,
die das Werkzeug bremsen, verursacht werden. Vorteilhaft bleiben
die bei einer Bremsung auftretenden Reibungsbremskräfte von der
Recheneinheit unbeeinflusst. Unter einer „Normalbremskraft” soll insbesondere
zumindest eine Kraft verstanden werden, die senkrecht zu einer Reibungsfläche, deren
Reibung die Reibungsbremskraft verursacht, der Bremseinheit wirkt.
Unter einer „Reibungsbremskraft” soll insbesondere
eine Kraft verstanden werden, die ein Abbremsen des Werkzeugs bei
einer Bremsung aufgrund von Reibungskräften verursacht. Die Reibungsbremskraft
ist senkrecht zu der Normalbremskraft ausgerichtet und ist von dieser abhängig. Unter „vorgesehen” soll insbesondere
speziell ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden
werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Werkzeugnotbremsvorrichtung kann die Bremseinheit, durch ihre
selbstverstärkende Wirkung
konstruktiv einfach eine hohe Dynamik erreichen.
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In
einer zweiten Ausgestaltung geht die Erfindung von einer Werkzeugnotbremsvorrichtung, insbesondere
für eine
Stationärsäge, mit
einer Bremseinheit, einer Werkzeugaufnahme und einer Antriebseinheit
aus.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit eine Entkopplungsvorrichtung
aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Werkzeugaufnahme und die
Antriebseinheit bei einer Notbremsung antriebsmäßig zu entkoppeln. Unter einer „Werkzeugaufnahme” soll insbesondere
eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein
Drehmoment von einer Welle auf ein Werkzeug zu übertragen und/oder das Werkzeug
drehfest mit der Welle zu verbinden. Unter einer „Antriebseinheit” soll insbesondere
eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein
Drehmoment auf die Welle zu übertragen.
Beispielsweise kann die Antriebseinheit als eine Getriebestufe ausgebildet
sein. Vorteilhaft wird das Drehmoment von einem Elektromotor und/oder
einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Motor erzeugt.
Unter einem „Drehmoment” soll insbesondere
auch eine durch eine Drehbewegung übertragene Leistung verstanden
werden. Unter einer „Entkopplungsvorrichtung” soll insbesondere
eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine
Drehmomentübertragung
zwischen der Werkzeugaufnahme bzw. einem Scheibenelement und der
An triebseinheit zu unterbrechen. Vorteilhafterweise ist die Entkopplungsvorrichtung
als Klauenkupplung, als Rutschkupplung und/oder als eine andere,
dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Entkopplungsvorrichtung ausgebildet.
Unter der Wendung „antriebsmäßig zu entkoppeln” soll insbesondere
die Unterbrechung eines Kraftflusses und/oder eines Leistungsflusses
zwischen der Werkzeugaufnahme und der Antriebseinheit verstanden
werden. Durch die Entkopplungsvorrichtung kann eine rotierende Masse,
die gebremst werden soll, verringert und damit eine besonders kurze
Zeit, bis das Werkzeug zum Stillstand gebracht ist, erreicht werden.
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In
einer dritten Ausgestaltung geht die Erfindung von einer Werkzeugnotbremsvorrichtung,
insbesondere für
eine Stationärsäge, mit
einer Bremseinheit aus.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit eine Bremsenlösevorrichtung
aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Bremseinheit nach einer Bremsung
in einen einsatzbereiten Zustand zu versetzen. Unter einer „Bremsenlösevorrichtung” soll insbesondere
eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine
nach einer Bremsung ein Werkzeug blockierende Bremse der Bremseinheit
zu lösen,
indem die Bremsenlösevorrichtung
beispielsweise zumindest ein Element der Bremseinheit bewegt. Dies
ist vorteilhaft durch eine Bewegung eines Werkzeugs bzw. einer Welle
und/oder durch eine Bewegung eines Elements der Bremseinheit möglich. Dabei
kann die Kraft mittels eines Aktuators und/oder von einem Bediener
aufgebracht werden. Vorteilhaft übt
die Bremsenlösevorrichtung
eine Kraft über
ein Befestigungselement auf einen Keilring aus. Unter der Wendung „in einen
einsatzbereiten Zustand zu versetzen” soll insbesondere verstanden
werden, dass mittels einer Anwendung der Bremsenlösevorrichtung
nach einer Bremsung die Bremseinheit wieder in die Lage gebracht
wird, eine Bremsung durchzuführen.
Vorzugsweise ist eine gesamte Werkzeugmaschine nach einer Anwendung
der Bremsenlösevorrichtung
funktionsbereit. Vorteilhaft weist die Werkzeugnotbremsvorrichtung
ausschließlich
erneut einsetzbare Teile auf. Besonders vorteilhaft kann ein Bediener
selbsttätig
mittels der Bremsenlösevorrichtung
die Werkzeugmaschine wieder einsatzbereit machen, wodurch vorteilhaft
Servicetätigkeiten
und Standzeiten der Maschine verringert und Bauteile eingespart
werden können.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit eine Keilbremse aufweist.
Unter einer „Keilbremse” soll insbesondere
eine Bremse verstanden werden, bei der die Normalbremskräfte mittels
einer schiefen Ebene verursacht werden. Alternativ können auch
andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende selbstverstär kende Bremsen
beispielsweise mit Hebelelementen und/oder hydrodynamischen Elementen,
eingesetzt werden. Unter einer „schiefen Ebene” soll insbesondere
eine Fläche
verstanden werden, die in zumindest einer Umfangsrichtung in Drehrichtung
des Scheibenelements einen kleiner werdenden Abstand zu einem Scheibenelement
aufweist. Dabei ist es lediglich notwendig, dass die schiefe Ebene
in einer Richtung der Reibungsbremskraft eine Gerade bildet. Insbesondere
kann die schiefe Ebene zumindest teilhelixförmig ausgeführt sein. Vorzugsweise ist
ein spitzer Winkel, den die schiefe Ebene mit dem Scheibenelement
bildet, so flach ausgebildet, dass die Bremse selbsthemmend wirkt.
Vorteilhaft ist der Winkel kleiner als der Arcustangens der Haftreibungszahl
der Reibungsfläche
mit einem Bremsbelag, besonders vorteilhaft ist der Winkel kleiner
als der Arcustangens der Gleitreibungszahl der Reibungsfläche mit
einem Bremsbelag. Durch eine Verwendung einer Keilbremse können alle
Elemente der Werkzeugnotbremsvorrichtung nach einer Bremsung bauteilsparend
erneut für eine
nächste
Verwendung benutzt werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit eine Welle aufweist, die
bei einer Bremsung auftretende Normalbremskräfte abstützt. Unter „abstützen” soll insbesondere verstanden
werden, dass die Welle Gegenkräfte
zu den Normalbremskräften bewirkt.
Insbesondere kann die Welle auch mehrstückig ausgeführt sein. Durch die Normalbremskräfte abstützende Welle
können
vorteilhaft ein Bauvolumen und eine Masse gegenüber einer Ausführung mit
einem Bremssattel reduziert werden. Der Bremssattel ist mit einem
Rahmenelement der Werkzeugmaschine und/oder einem anderen, dem Fachmann als
sinnvoll erscheinenden Element der Werkzeugmaschine verbunden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit zumindest ein
Scheibenelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, die bei einer
Bremsung auftretenden Normalbremskräfte an die Welle weiterzuleiten.
Vorteilhaft kann das Scheibenelement einstückig mit der Welle und/oder
einer Hohlwelle ausgeführt
sein. Ebenfalls vorteilhaft ist das Scheibenelement als Bremsscheibe
ausgebildet. Besonders vorteilhaft kann die Bremseinheit auch zwei Scheibenelemente
mit dazwischenliegenden Bremselementen aufweisen. In diesem Fall
sind die Scheibenelemente als Stützscheiben
ausgebildet. Alternativ kann die Bremseinheit auch als Trommelbremse ausgebildet
sein. Unter „weiterzuleiten” soll insbesondere
verstanden werden, dass die Scheibenelemente, die auf sie wirkenden
Normalbremskräfte
auf die Welle übertragen,
welche die Normalbremskräfte ab leitet.
Dadurch kann die Bremseinheit konstruktiv einfach aufgebaut sein
und es kann vorteilhaft auf einen Bremssattel verzichtet werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit
zumindest einen Keilring aufweist. Unter einem „Keilring” soll insbesondere eine ringförmige Vorrichtung
verstanden werden, die zumindest eine in Umfangsrichtung angeordnete
schiefe Ebene aufweist. Vorzugsweise ist die schiefe Ebene dazu
vorgesehen, als Keilbremse zu wirken. Durch die Verwendung eines
Keilrings liegt ein Mittelpunkt aller Normalbremskräfte vorteilhaft
und bauteilschonend auf einer Rotationsachse der Welle.
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In
einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist der Keilring
zumindest ein Befestigungselement auf, das dazu vorgesehen ist,
mit einem Aktuator verbunden zu werden. Vorteilhaft bewirkt der
Aktuator eine Kraft in einer axialen Richtung der Welle auf den
Keilring. Alternativ bewirkt der Aktuator eine Kraft in einer tangentialen
Richtung des Keilrings auf den Keilring. Unter einem „Aktuator” soll insbesondere
eine Vorrichtung verstanden werden, die eine Kraft über das
Befestigungselement auf den Keilring aufbringt und damit eine Bewegung
des Keilrings bewirkt. Eine Bewegungsenergie kann dabei entweder von
dem Aktuator selbst oder von einem Federelement bereitgestellt werden.
Unter einem „Befestigungselement” soll insbesondere
ein Element verstanden werden, das zu einer Verbindung des Aktuator
mit dem Keilring dient. Durch die Anordnung können vorteilhaft verschiedene
Aktuatoren eingesetzt werden.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass der Keilring axial verschiebbar ist. Unter
der Wendung „axial verschiebbar” soll insbesondere
verstanden werden, dass der Keilring in Richtung der Rotationsachse
der Welle bewegbar ist, wodurch eine Anpassung einer Position des
Keilrings bei einer Bremsung erfolgen und somit eine besonders hohe
Bremswirkung erzielt werden kann.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass der Keilring Planflächen aufweist, die dazu vorgesehen
sind, den Keilring während
eines Betriebs auszurichten. Unter einer „Planfläche” soll insbesondere ein Bereich
des Keilrings verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, während eines
Betriebs als Referenz für
eine Ausrichtung des Keilrings, vorzugsweise relativ zu einem anderen
Keilring, zu dienen. Unter der Wendung „während eines Betriebs” soll insbesondere
ein Zeitraum eines Betriebszustands verstanden werden, bei dem eine
Werkstückbearbeitung
stattfinden kann. Unter „auszurichten” soll in sbesondere
in Bezug auf ein anderes Element positionieren verstanden werden.
Durch die Planfläche
kann der Keilring während eines
Betriebs zuverlässig
positioniert werden.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit zumindest ein Federelement
aufweist, das dazu vorgesehen ist, den Keilring während eines
Betriebs zu positionieren. Unter dem Begriff „positionieren” soll insbesondere
verstanden werden, dass das Federelement auf den Keilring eine Kraft
ausüben kann,
die den Keilring in eine gewünschte
Stellung verschiebt. Vorteilhaft verschiebt das Federelement den
Keilring in axialer Richtung in Bezug auf ein Scheibenelement und/oder
das Federelement oder ein weiteres Federelement verschiebt einen
Keilring in Umfangsrichtung in Bezug auf einen anderen Keilring.
Durch das Federelement kann der Keilring während eines Betriebs der Werkzeugmaschine
dauerhaft in Bezug auf ein Scheibenelement und/oder auf einen weiteren
Keilring positioniert werden.
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Des
Weiteren weist die Werkzeugnotbremsvorrichtung zumindest ein Lagerelement
auf, das zumindest einen Keilring auf einer Welle lagert. Unter einem „Lagerelement” soll insbesondere
ein Walzenlager und/oder ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll
erscheinendes Lager verstanden werden. Durch das Lager kann der
Keilring zuverlässig
gegenüber der
Welle positioniert werden.
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Ferner
weist die Werkzeugnotbremsvorrichtung zumindest einen weiteren Keilring
auf, der für eine
Bremsung gegenüber
dem anderen Keilring verdrehbar ist. Des Weiteren ist ein als Walzenlager
ausgebildetes Lagerelement vorteilhaft, das die beiden Keilringe
gegeneinander abstützt.
Unter „gegenüber dem
anderen Keilring verdrehbar” soll
in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der
eine Keilring um die Rotationsachse der Welle relativ zu dem anderen
Keilring bewegbar ist. Unter einem „anderen Keilring” soll insbesondere
ein weiterer Keilring verstanden werden. Durch die Verwendung des
weiteren Keilrings können
konstruktiv einfach besonders hohe Normalbremskräfte erreicht werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Bremseinheit
zumindest ein Koppelelement aufweist, das zumindest ein Scheibenelement
der Bremseinheit axial verschiebbar mit einer Welle koppelt. Unter „koppeln” soll insbesondere drehfest miteinander
verbinden verstanden werden. Dadurch kann die Bremskraft zuverlässig auf
die Welle übertragen
werden.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass die Keilbremse zumindest ein Keilelement
aufweist, das ein Scheibenelement der Bremseinheit bei einer Bremsung
axial verschiebt, so dass vorteilhaft, konstruktiv einfach und bauteilsparend
die Entkopplungsvorrichtung betätigt
werden kann.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise
auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen.
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Es
zeigen in einer schematischen Darstellung:
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1 eine
Vorderansicht einer Werkzeugnotbremsvorrichtung mit einer Keilbremse
und einer Entkopplungsvorrichtung,
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2 eine
Draufsicht der Werkzeugnotbremsvorrichtung aus 1 in
einer Schnittdarstellung,
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3 eine
Vorderansicht einer alternativen Werkzeugnotbremsvorrichtung mit
einem Keilring und einer Bremsenlösevorrichtung,
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4 eine
Seitenansicht der Werkzeugnotbremsvorrichtung gemäß der 3,
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5 einen
Teilschnitt einer weiteren alternativen Werkzeugnotbremsvorrichtung
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6 einen
Keilring der Werkzeugnotbremsvorrichtung aus 5 in einer
perspektivischen Darstellung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
eine Werkzeugnotbremsvorrichtung 10a in einer schematischen
Darstellung gezeigt. Die Werkzeugnotbremsvorrichtung 10a ist
in einer nicht näher
dargestellten als Kreissäge
ausgebildeten Werkzeugmaschine verbaut und ist dazu vorgesehen,
ein als Kreissägeblatt
ausgebildetes Werkzeug 50a zu bremsen. Zu diesem Zweck
weist die Werkzeugnotbremsvorrichtung 10a eine Bremseinheit 12a auf,
die selbstverstärkend
bremst. Dazu weist die Bremseinheit 12a ein als Bremsscheibe ausgebildetes
Scheibenelement 26a, eine Welle 24a, eine Keilbremse 22a und
einen Bremssattel 52a auf. Der Bremssattel 52a ist
als ein Faustsattel ausgebildet. Alternativ kann er als Rahmensattel
oder als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bauart
ausgebildet sein. Der Bremssattel 52a ist zwischen der
Welle 24a und einer Arbeitsfläche 53a der Werkzeugmaschine
oberhalb des Scheibenelements 26a angeordnet und fest mit
einem stabilen Rahmenelement 54a der Werkzeugmaschine verbunden.
Das Rahmenelement 54a leitet bei einer Bremsung auftretende
Reibungsbremskräfte
zu einer nicht näher dargestellten
Aufstellfläche
der Werkzeugmaschine ab. Der Bremssattel 52a wird von einem
U-Profil-förmigen
Metallelement gebildet und ist so angeordnet, dass sich das drehfest
mit der Welle 24a und einer Werkzeugaufnahme 14a verbundene
Scheibenelement 26a zwischen zwei Schenkeln 56a, 58a des Bremssattels 52a hindurch
erstreckt.
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2 zeigt
einen Schnitt durch die Werkzeugnotbremsvorrichtung 10a auf
der Höhe
der Schenkel 56a, 58a des Bremssattels 52a parallel
zu einer Rotationsachse 68a der Welle 24a in einer Draufsicht
von oben. Dabei ist zu sehen, dass die Keilbremse 22a zwischen
einem der Schenkel 56a und dem Scheibenelement 26a angeordnet
ist und sich senkrecht zu der Rotationsachse 68a der Welle 24a und
parallel zur Arbeitsfläche 53a erstreckt,
wobei sich die Keilbremse 22a an einer Innenseite jenes Schenkels 56a befindet,
der einer Antriebseinheit 16a zugewandt ist.
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An
einer zum Scheibenelement 26a weisenden Innenseite des
anderen Schenkels 58a und an einem Keilelement 48a,
das an einer dem Scheibenelement 26a zugewandten Seite
der Keilbremse 22a bzw. des Schenkels 56a angeordnet
ist, ist jeweils ein Bremsbelag 60a, 62a angeordnet.
Die Keilbremse 22a weist ein weiteres fest mit dem Bremssattel 52a verbundenes
Keilelement 72a auf, das eine schiefe Ebene 64a bildet.
Das Keilelement 48a ist auf der schiefen Ebene 64a bewegbar
angeordnet und mit dieser mittels einer Nut 66a verbunden.
Die schiefe Ebene 64a ist so ausgerichtet, dass das auf
der schiefen Ebene 64a bewegbare Keilelement 48a bei einer
Bewegung des Keilelements 48a in Rotationsrichtung 69a des
Scheibenelements 26a auf das Scheibenelement 26a in
Richtung der Werkzeugaufnahme 14a zubewegt wird. Ferner
weist die Bremseinheit 12a einen Aktuator 36a auf,
der bei einer Bremsung das bewegbare Keilelement 48a in
die Rotationsrichtung 69a des Scheibenelements 26a bewegt.
Zudem ist die Antriebseinheit 16a als eine Getriebestufe
ausgebildet.
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Erkennt
ein nicht näher
dargestellter Sensor in einer Situation eine Gefahr für einen
Bediener, die von dem Werkzeug 50a ausgeht, bewegt eine
nicht näher
dargestellte Recheneinheit mittels des Aktuators 36a das
Keilelement 48a auf der schiefen Ebene 64a in
Rotationsrichtung 69a des Scheibenelements 26a.
Dadurch wird das Keilelement 48a auf das Scheibenelement 26a zubewegt.
Sobald sich das Scheibenelement 26a und der Bremsbelag 60a des Keilelements 48a berühren, beschleunigt
die Reibungsbremskraft zwischen dem Scheibenelement 26a und
dem Bremsbelag 60a das Keilelement 48a. Dabei
drängt
das Keilelement 48a das Scheibenelement 26a auf
einem in 1 dargestellten Koppelelement 46a in
der Richtung 70a der Werkzeugaufnahme 14a. Dadurch
kommt das Scheibenelement 26a mit dem Bremsbelag 62a in
Kontakt, der auf der Innenseite des der Werkzeugaufnahme 14a zugewandten
Schenkels 58a angeordnet ist. Durch die von der Reibungsbremskraft
verursachte Bewegung des Keilelements 48a auf der schiefen
Ebene 64a ergeben sich nun Normalbremskräfte, die
die Reibungsbremskräfte
der beiden Bremsbeläge 60a, 62a weiter
verstärken.
Somit kommt das Scheibenelement 26a und damit die Welle 24a und
das Werkzeug 50a innerhalb von kürzester Zeit, in diesem Fall
weniger als 5 ms, zum Stehen.
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Ferner
ist in 1 gezeigt, dass die Bremseinheit 12a eine
Entkopplungsvorrichtung 18a aufweist, die als Klauenkupplung
ausgebildet ist. Die Entkopplungsvorrichtung 18a entkoppelt
die Werkzeugaufnahme 14a und die Antriebseinheit 16a bei einer
Notbremsung antriebsmäßig. Dazu
weist die Bremseinheit 12a das als Profilverzahnung ausgebildete
Koppelelement 46a auf, das das Scheibenelement 26a axial
verschiebbar mit der Welle 24a drehfest koppelt. Das bewegbar
angeordnete Keilelement 48a verschiebt das Scheibenelement 26a bei
einer Bremsung in der axialen Richtung 70a auf die Werkzeugaufnahme 14a zu.
Ein mit dem Scheibenelement 26a verbundener Teil 74a der
Entkopplungsvorrichtung 18a löst dabei eine drehfeste Verbindung
zu einem mit der Antriebseinheit 16a drehfest verbundenen
Teil 76a der Entkopplungsvorrichtung 18a. Somit muss
lediglich die rotierende Masse des Scheibenelements 26a,
der Welle 24a und des Werkzeugs 50a abgebremst
werden. Ein Federelement 40a verur sacht eine Kraft entlang
der Rotationsachse 68a der Welle 24a entgegen
der Richtung 70a der Antriebseinheit 16a und positioniert
bzw. fixiert so den drehfest mit dem Scheibenelement 26a verbundenen
Teil 74a der Entkopplungsvorrichtung 18a mit dem
drehfest mit der Antriebseinheit 16a verbundenen Teil 76a der
Entkopplungsvorrichtung 18a während eines Betriebs der Werkzeugmaschine
bzw. bei einem Lösen der
Bremseinheit 12a.
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Zudem
weist die Bremseinheit 12a eine Bremsenlösevorrichtung 20a auf,
die als Sechskantprofil und als ein nicht näher dargestellter Werkzeugschlüssel ausgebildet
ist. Die Bremsenlösevorrichtung 20a versetzt
die Bremseinheit 12a nach einer Bremsung in einen einsatzbereiten
Zustand, indem mittels des Werkzeugschlüssels ein entgegen der Rotationsrichtung 69a gerichtetes
Drehmoment auf die Welle 24a aufgebracht wird. Dadurch
wird das Keilelement 48a aus der selbsthemmenden Position herausbewegt
und mittels des auf Zug belasteten Federelements 41a in
eine von dem Scheibenelement 26a beabstandete Position
bewegt (siehe 2). Die Kraft kann entweder
von einem Bediener aufgebracht werden oder mittels einer nicht näher dargestellten
Vorrichtung erzeugt werden.
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In
den 3 bis 6 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele
ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels
in der 1 und 2 durch die Buchstaben b und
c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele
in den 3 bis 6 ersetzt. Die nachfolgende
Beschreibung beschränkt
sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel
in den 1 und 2, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile,
Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels
in den 1 und 2 bzw. 3 und 4 verwiesen werden
kann.
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3 und 4 zeigen
eine Werkzeugnotbremsvorrichtung 10b mit einer Bremseinheit 12b, die
als Keilbremse 22b ausgebildet ist, die eine Welle 24b,
eine Hohlwelle 84b, zwei Keilringe 30b, 32b,
einen Aktuator 36b und zwei als Stützscheiben ausgebildete Scheibenelemente 26b, 28b aufweist.
Die Scheibenelemente 26b, 28b sind radial um die
Hohlwelle 84b angeordnet und drehfest mit der Hohlwelle 84b verbunden,
wobei eines der Scheibenelemente 26b einstückig mit
der Hohlwelle 84b ausgebildet ist, die die Scheibenelemente 26b verbindet.
Das andere Scheibenelement 28b ist auf nicht näher dargestellte Art
und Weise mit der Hohlwelle 84b verschraubt. Die Hohlwelle 84b und
die Welle 24b sind koaxial angeordnet und mittels eines
Koppelelements 46b drehfest miteinander verbunden.
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Axial
zwischen den Scheibenelementen 26b, 28b sind die
zwei Keilringe 30b, 32b ebenfalls radial um die
Welle 24b angeordnet. An den den Scheibenelementen 26b, 28b zugewandten
Seiten weisen die Keilringe 30b, 32b jeweils einen
Bremsbelag 60b, 62b auf. Jeder der Keilringe 30b, 32b weist
vier Keilelemente 48b auf, die jeweils eine von einer flachen Fläche gebildete
schiefe Ebene 64b und eine steile Fläche 78b aufweisen
(siehe 6). Die Keilringe 30b, 32b sind
an Seitenflächen
der Keilringe 30b, 32b angeordnet, so dass die
schiefen Ebenen 64b aufeinander zu liegen kommen. Zwischen
den Keilelementen 48b weisen die Keilringe 30b, 32b Planflächen 38b auf,
die die Keilringe 30b, 32b während eines Betriebs gegeneinander
ausrichten. Die Planflächen 38b sind
senkrecht zu einer Rotationsachse 68b der Welle 24b ausgerichtet.
Jeweils zwischen zwei steilen Flächen 78b der
Keilelemente 48b ist ein Federelement 41b angeordnet,
das die Keilringe 30b, 32b während eines Betriebs verdrehbar
gegeneinander positioniert.
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Einer
der Keilringe 30b ist drehbar auf der Welle 24b gelagert
und weist ein Befestigungselement 34b auf, das dazu vorgesehen
ist, mit dem Aktuator 36b verbunden zu werden. Der andere
Keilring 32b ist drehfest mit einem stabilen Rahmenelement 54b der
Werkzeugmaschine verbunden. Die Keilringe 30b, 32b sind
mittels eines als Walzenlager ausgebildeten Lagerelements 44b auf
der Welle 24b gelagert. Der Aktuator 36b ist als
ein Elektromagnet ausgebildet und ebenfalls mit dem Rahmenelement 54b verbunden.
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Erkennt
ein nicht näher
dargestellter Sensor in einer Situation eine Gefahr für einen
Bediener, die von dem Werkzeug ausgeht, bewegt eine nicht näher dargestellte
Recheneinheit mittels des Aktuators 36b den drehbaren Keilring 30b in
Rotationsrichtung 69b der Wellen 24b. Dabei wird
der drehbare Keilring 30b gegenüber dem fixierten Keilring 32b verdreht,
wodurch der drehbare Keilring 30b durch die schiefen Ebenen 64b in
die Richtung 70b der Werkzeugaufnahme 14b gedrückt wird.
Berührt
der Bremsbelag 60b des drehbaren Keilrings 30b das
nächstgelegene
Scheibenelement 26b wird der drehbare Keilring 30b durch
die Reibungsbremskraft in Rotationsrichtung 69b der Welle 24b beschleunigt
und das in Richtung 70b der Werkzeugaufnahme 14b gelegene Scheibenelement 26b in
diese Richtung 70b entgegen dem Federelement 40b gedrückt. Die
Hohlwelle überträgt die Bewegung
dieses Scheibenelements 26b auf das andere Scheibenelement 28b,
welches sich damit auf den drehfesten Keilring 30b zubewegt. Sobald
die Bremsbeläge 60b, 62b der
beiden Keilringe 30b, 32b die beiden Scheibenelemente 26b, 28b berühren, ergeben
sich Normalbremskräfte,
die von den Scheibenelementen 26b, 28b auf die
Welle 24b übertragen
und von der Welle 24b abgestützt werden. Die Normalbremskräfte verursachen
eine Erhöhung
der Reibungsbremskräfte,
die wirken bis die Welle 24b und damit das Werkzeug 50b gestoppt
ist.
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Die
Bremseinheit 12b weist eine Bremsenlösevorrichtung 20b auf,
die als eine Zahnstange 80b mit einer nicht näher dargestellten,
als Elektromotor ausgebildeten Antriebsvorrichtung ausgebildet ist. Die
Bremsenlösevorrichtung 20b versetzt
die Bremseinheit 12b nach einer Bremsung in einen einsatzbereiten
Zustand. Dazu ist die Antriebsvorrichtung, die als Elektromotor
ausgebildet ist, fest mit dem Rahmenelement 54b verbunden
und drückt
mittels der Zahnstange 80b nach einer Bremsung den drehbaren
Keilring 30b in eine Stellung, in die sich der Keilring 30b vor
der Bremsung befand, zurück.
In dieser Stellung wird der drehbare Keilring 30b von den
Federelementen 40b positioniert. Alternativ ist eine Rückstellung
der Bremsvorrichtung durch ein Drehen eines Werkzeugs entgegen einer
Arbeitsrichtung des Werkzeugs denkbar. Diese Drehung kann, bei einer dementsprechenden
Auslegung der Werkzeugnotbremsvorrichtung 10b, auch durch
einen Bediener per Hand erfolgen.
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In
dem Ausführungsbeispiel,
das in 3 und 4 gezeigt ist, ist der drehfest
mit dem Rahmenelement 54b verbundene Keilring 32b axial
fixiert und verschiebt bei einer Bremsung die zwei Scheibenelemente 26b, 28b in
Richtung 70b einer Werkzeugaufnahme 14b. Die zwei
Scheibenelemente 26b, 28b sind drehfest mittels
der Hohlwelle 84b mit dem Koppelelement 46b und
einem Teil 74b einer Entkopplungsvorrichtung 18b verbunden.
Ein Federelement 40b verursacht eine Kraft auf die beiden Scheibenelemente 26b, 28b entlang
der Rotationsachse 68b der Welle 24b und positioniert
bzw. fixiert so den drehfest mit den Scheibenelementen 26b, 28b verbundene
Teil 74b der Entkopplungsvorrichtung 18b während eines
Betriebs der Werkzeugmaschine bzw. bei einem Lösen der Bremseinheit 12b. In
dieser Position sind der mit der Welle 24b und den Scheibenelementen 26b, 28b drehfest
verbundene Teil 74b der Entkopplungsvorrichtung 18b und
der drehfest mit der Antriebseinheit 16b verbundene Teil 76b der
Entkopplungsvorrichtung 18b drehfest miteinander verbunden.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der drehfest
mit dem Rahmenelement 54c verbundene Keilring 32c axial
verschiebbar. Ein Federelement 42c positioniert den Keilring 32c während eines
Betriebs so, dass die beiden Keilringe 30c, 32c von
den Scheibenelementen 26c, 28c beabstandet sind.
Bei einer Bremsung werden beide Keilringe 30c, 32c axial
verschoben. Die Welle 24c bleibt axial unbewegt.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Keilrings 30c mit einem
Befestigungselement 34c. Die vier Keilelemente 48c sind
spiegelsymmetrisch um die Rotationsachse 68c entlang einer
Umfangsrichtung angeordnet. Zwischen den Keilelementen 48c sind
die Planflächen 38c angeordnet.