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Die
Erfindung betrifft einen Trennboden mit einer Durchgangsbohrung
zur gas- oder flüssigkeitsdichten
Trennung von Zylinderräumen
zweier hintereinander angeordneter Zylinder-Kolben-Einheiten.
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Aus
der
DE 102 07 605
C1 ist eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung bekannt, die
einen derartigen Trennkolben aufweist. Der Trennkolben dieser Vorrichtung
ist eine Metallscheibe, die an ihrer Außenkontur und in ihrer Bohrung
jeweils einen Einstich zur Aufnahme eines Dichtelements hat. Zur
Sicherung ihrer axialen Position werden separate Befestigungsmittel
verwendet.
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Ferner
ist aus der
DE 197
14 647 A1 eine Kolbenstangen-Zylinder-Einheit bekannt,
deren kolbenstangenseitiger Zylinderboden u. a. aus einem Kunststoff
mit niedrigem Elastizitätsmodul
besteht.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
39 32 269 C2 ein Druckbegrenzungsventil bekannt, dessen
aus einem Kunststoff mit niedrigem Elastizitätsmodul hergestellter Ventilkörper widerhakenförmige Halteabschnitte
aufweist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, einen
zwischen zwei hintereinander angeordneten Zylinder-Kolben-Einheiten positionierten
Trennboden so zu verbessern, dass seine Herstellung, seine Konfektionierung
und sein Einbau vereinfacht werden.
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Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dazu
hat der Trennboden einen scheibenförmigen Grundkörper, der
aus einem Werkstoff gefertigt ist, dessen E-Modul kleiner als 20000
N/mm2 ist. Der Grundkörper weist radial eine räumlich gekrümmte Außenfläche auf,
von der ein oder mehrere elastische Stützelemente abstehen. Das oder
die Stützelemente
schließen
mit der Mittellinie des Grundkörpers
jeweils einen Winkel von 5 bis 30 Winkelgraden ein. Die Spitzen
des oder der Winkel des oder der Stützelemente, die entgegen der Montagerichtung
orientiert sind, liegen vor der Vorderseite des Grundkörpers, während die
Spitzen des oder der Winkel des oder der Stützelemente, die in Montagerichtung
orientiert sind, vor der Rückseite des
Grundkörpers
liegen.
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Der
Trennboden ist im Ausführungsbeispiel ein
wesentlicher Bestandteil einer Brems- und/oder Klemmvorrichtung,
die über
mindestens zwei hintereinander angeordnete Zylinder-Kolben-Einheiten zum
Lüften
oder Betätigen
der Bremsmittel verfügt.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
den nachfolgenden Beschreibungen schematisch dargestellter Ausführungsformen.
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1:
Teilweise geschnittene Darstellung der Vorrichtung mit eingebautem
Trennkolben;
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2:
Frontansicht der Vorrichtung zu 1 mit Führungsschiene;
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3:
Teillängsschnitt
zu 2;
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4:
Rückansicht
des konfektionierten Trennbodens;
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5:
Längsschnitt
zu 4 mit Teilausschnitt des Vorrichtungsgehäuses;
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6:
Vorderansicht des konfektionierten Trennbodens;
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7:
Explosionsdarstellung des konfektionierten Trennbodens;
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8:
Perspektivische Vorderansicht des Trennbodens;
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9:
Perspektivische Rückansicht
des Trennbodens;
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10:
Trennboden nach 8, jedoch mit Kanälen auf
der Vorderseite;
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11:
Trennboden mit mehreren großflächigen Stützelementen;
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12:
Rückseite
zu 11;
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13:
Längsschnitt
zu 11;
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14:
Trennboden mit nur einem Stützelement;
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15:
Längsschnitt
zu 14;
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16:
Rückansicht
des Trennbodens mit zwei verschiedenen Stützelementen;
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17:
Längsschnitt
zu 16 mit Teilausschnitt des Vorrichtungsgehäuses;
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18:
Vorderansicht des unkonfektionierten Trennbodens.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung, wie sie beispielsweise in
vielen Horizontal- oder Vertikalschlitten u. a. in Werkzeug- und
Messmaschinen verwendet wird. Die Vorrichtung ist hierbei an einem
entsprechenden Geräteschlitten
(9) so angeordnet, dass sie die – die Schlittenlängsführung vorgebende – Führungsschiene
(1) z. B. mit jeweils zwei Reibgehemmen (90) umgreift.
Auf jedes Reibgehemme (90) wirkt ein Schiebekeil (92),
der hier über
mindestens einen Federspeicher antrieb (50) belastet und über mindestens einen
pneumatischen Antrieb (70, 80) entlastet wird.
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In
den 2 und 3 ist ein Abschnitt einer doppelprismatischen
Führungsschiene
(1) dargestellt. Die Führungsschiene
(1) besteht aus einem Stab mit einem annähernd quaderförmigen Hüllquerschnitt,
in den beidseitig je eine im Wesentlichen v-förmige Nut mit verbreitertem
Nutgrund eingearbeitet ist. Sie kontaktiert über ihre Bodenfläche (7)
z. B. das sie tragende Maschinenbett (8).
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Die
Führungsschiene
(1) wird von einem Gehäuse
(10) beidseitig umgriffen. Im Gehäuse (10) sind zwei
gegeneinander Brems- und Klemmkräfte erzeugende
Vorrichtungen integriert. Das im Prinzip c-förmige Gehäuse (10) besteht aus
einem Quader, der quer zu seiner Längsausdehnung eine Umgriffsnut
(14) aufweist, die einen rechteckförmigen Querschnitt hat. In
dem durch die Nut (14) entstandenen Freiraum ist die Führungsschiene
(1) platziert. Die Nutbreite ist z. B. geringfügig breiter
als die Führungsschienenbreite
in dem vom Gehäuse
(10) umgriffenen Bereich.
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Das
Gehäuse
(10) hat eine rechte (11) und eine linke Gehäusezone
(12). Beide Zonen (11, 12) befinden sich
unterhalb einer Flanschzone (13). Jede Gehäusezone
(11, 12) weist eine mehrstufige Durchgangsbohrung
(23, 34, 77, 87) auf, deren
Mittellinie (39) parallel zur Führungslängsrichtung (2) orientiert ist.
Die Durchgangsbohrung setzt sich aus einer Federspeicherbohrung
(23), einer Verbindungsbohrung (34), einer inneren
Zylinderflächenbohrung
(77) und einer äußeren Zylinderflächenbohrung
(87) zusammen.
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Im
Bereich der Öffnung
der Federspeicherbohrung (23) befinden sich im Bereich
der Stirnseite (21) des Gehäuses (10) ein Feingewinde
und eine einen dichtenden Quetschring aufnehmende Nut.
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Der
Grund der Federspeicherbohrung (23) ist plan. Im Zentrum
des Grundes setzt sich die Durchgangsbohrung (23, 34, 77, 87)
als Verbindungsbohrung (34) fort. Der Durchmesser der Verbindungsbohrung
(34) beträgt
weniger als 30% der Federspeicherbohrung (23). Hinter der
Verbindungsbohrung (34) liegt der Zylinder einer inneren
Zylinder-Kolben-Einheit (70) und der Zylinder einer äußeren Zylinder-Kolben-Einheit
(80). Die Zylinderflächenbohrung
(77) der inneren Zylinder-Kolben-Einheit (70)
hat einen Durchmesser, der ca. 80% des Durchmessers der Federspeicherbohrung
(23) entspricht. Der Durchmesser der Zylinderflächenbohrung
(87) der äußeren Zylinder-Kolben-Einheit
(80), sie endet in der Stirnfläche (22) des Gehäuses (10), entspricht
dem Durchmesser der Federspeicherbohrung (23).
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Die
Verbindungsbohrung (34) wird im mittleren Bereich der von
einer, einen Keilgetrieberaum (49) begrenzenden, Gehemmebohrung
(41) geschnitten oder gekreuzt. Letztere ist quer zur Mittellinie
(39) orientiert. Sie verbindet als mehrfach abgestufte
Durchgangsbohrung die seitliche Außenwandung (19) mit
der nächstgelegenen
Innenwandung (18) der Umgriffsnut (14). Sie besteht
aus einer Hauptbohrung (42), einer Druckstückführungsbohrung
(44) und einer Austrittsbohrung (45). Die Hauptbohrung,
deren Durchmesser hier z. B. 77% des Durchmessers der Federspeicherbohrung
(23) beträgt,
weist in ihrem äußeren Endbereich
ein Feingewinde (43) zur Aufnahme einer Einstellschraube
(91) auf.
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Die
Einstellschraube (91) ist eine zylindrische Scheibe, die
an der äußeren Stirnfläche Bohrungen
für den
Eingriff eines Zapfenschlüssels
aufweist. Sie hat ein Außengewinde,
das in einer Ringnut endet. In der Nut ist ein Quetschring als Schraubensicherung
und Dichtung eingelassen.
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Die
Druckstückführungsbohrung
(44) und die im Durchmesser kleinere Austrittsbohrung lagern
das Druckstück
(96).
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Das
Druckstück
(
96) ist ein zylindrischer Kolben mit einer angeformten
Kolbenstange. Die Kolbenstange ragt bei betätigtem Reibgehemme (
90) aus
der Austrittsbohrung (
45) heraus. Am Übergang der Kolbenstange zum
Kolben befindet sich eine Stirnnut, in der ein elastischer Rückhubring
(
98) mit z. B. rechteckigem Einzelquerschnitt sitzt. Die
außenseitige
Stirnfläche
des Druckstückes
(
96) – sie
ragt in die Umgriffsnut (
14) hinein – ist z. B. plan ausgeführt und
normal zur Mittellinie (
46) orientiert. Ggf. trägt die Stirnfläche einen
eingearbeiteten oder aufgetragenen Reibbelag. Auch kann der Reibbelag
auf einer separat am Gehäuse
(
10) gelagerten Reibbacke angeordnet sein, vgl.
DE 102 07 605 C1 .
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Die
innenseitige Stirnfläche
(97) ist ebenfalls plan gestaltet. Nach den Ausführungsbeispielen
ist sie normal zur Mittellinie (46) ausgerichtet.
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Zwischen
dem Druckstück
(96) und der Einstellschraube (91) sitzt der Käfig (110),
vgl. 3. Der Käfig
(110) hat quer zur Mittellinie (39) einen Durchgangskanal
mit einem zumindest annähernd rechteckigen
Querschnitt. Parallel zur Mittellinie (39) hat der Käfig (110)
zudem eine Schiebekeilausnehmung mit einem ebenfalls zumindest annähernd rechteckigen
Querschnitt. In den äußeren Bereichen des
Durchgangskanals sitzt jeweils als Wälzkörper (106, 107)
eine Zylinderrolle. Beide Zylinderrollen (106, 107)
liegen an einem Schiebekeil (92) eines Schiebekeilgetriebes
an. Der Schiebekeil (92) lagert dazu in der Schiebekeilausnehmung.
Die außenliegende
Zylinderrolle (106) stützt
sich an einer Einstellschraube (91) ab, während die
innenliegende Zylinderrolle (107) an einem hier unbelasteten
Druckstück (96)
anliegt.
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Durch
den Quereinbau des Käfigs
(110) liegt zwischen der Gehemmebohrung (41) und
der benachbarten Federspeicherbohrung (23) bzw. Zylinderflächenbohrung
(77) jeweils nur die Verbindungsbohrung (34).
Da Letztere einen relativ kleinen Durchmesser hat, z. B. 11 mm,
ist das Gehäuse
(10) im Bereich der Gehäusezonen
(11, 12) besonders formsteif.
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Der
Schiebekeil (92) ist ein trapezförmiger Körper mit einem in Längsrichtung – also parallel
zur Mittellinie (39) – veränderlichen,
rechteckigen Querschnitt, vgl. 3, und einer
nahezu zentralen Gewindebohrung (95). Der Schiebekeil (92)
ist z. B. mittels einer – in
die Gewindebohrung (95) eingeschraubten – Schraube
(65) an einem in der Federspeicherbohrung (23)
gelagerten Primärkolben
(63) befestigt. Er hat u. a. eine Stütz-(94) und eine Keilfläche (93).
Beide Flächen
sind rechteckig und z. B. plan. Die jeweils dem Druckstück (97)
zugewandte Keilfläche
(93) schließt
mit diesem z. B. einen spitzen Winkel von 1 bis 5 Winkelgraden ein.
Die Stützfläche (94)
verläuft
parallel zur Stirnfläche
der benachbarten Einstellschraube (91). Beispielsweise
verjüngen
sich die Querschnitte des Schiebekeils (92) linear mit
zunehmendem Abstand weg von der Kolbenstangenseite des Primärkolbens
(63).
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Der
Primärkolben
(63) besteht aus einer Scheibe, die eine zentrale Bohrung
und eine umlaufende, einen Dichtring aufnehmende Ringnut aufweist.
Er ist geführt
in der Federspeicherbohrung (23), die den Zylinder der
primären
Zylinder-Kolben-Einheit (60) darstellt. Zwischen dem Primärkolben
(63) und dem Deckel (51) lagert mindestens ein Federelement
(52), das mit Vorspannung auf die Kolbenbodenseite des
Primärkolbens
(63) wirkt.
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An
der dem Primärkolben
(63) abgewandten Stirnseite des Schiebekeils (92)
liegt die hohle Kolbenstange (73) eines Sekundärkolbens
(71) an. Letzterer gehört
zur zweiten Zylinder-Kolben-Einheit (70), deren Zylinder
die Zylinderflächenbohrung
(77) bildet. Der wirksame Durchmesser des Sekundärkolbens
(71) beträgt
z. B. 90% des wirksamen Primärkolbendurchmessers.
Der Sekundärkolben
(71) weist an seiner Bodenseite eine Eindrehung (72)
auf, deren Querschnitt etwas größer ist
als der Querschnitt der Kolbenstange (73).
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Die
Kolbenstange (73) ist hier am Sekundärkolben (71) angeformt.
Ihre zentrale Durchgangsbohrung (74) verbindet die Kolbenbodenseite
des Kolbens (71) mit der freien Stirnfläche der Kolbenstange (73).
Der Durchmesser der Durchgangsbohrung (74) beträgt nach 3 beispielsweise
5 mm. Der Durchmesser entspricht ca. der Hälfte des Außendurchmessers der Kolbenstange
(83). Die Sekundärkolbenstange
(73) weist an dieser Stirnfläche mindestens eine Quernut
(75) auf, deren Querschnitt z. B. zwei Quadratmillimeter
beträgt.
Ggf. sind in die Stirnfläche
mehrere Quernuten eingefräst.
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Gegenüber dem
Keilgetrieberaum (49) ist der Druckraum (76) mit
einem in der Verbindungsbohrung (34) angeordneten Nutring
(35) abgedichtet. Die Dichtlippen des Nutrings (35)
sind hierbei in Richtung des Keilgetrieberaumes (49) hin
orientiert. Der Nutring (35) ist in der zum Zylinderraum
(76) hin sich abgestuft aufweitenden Verbindungsbohrung
(34) mit Hilfe einer Unterlegscheibe (36) und
eines Spreizringes (37) axial gesichert.
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Der
Druckraum (76) der sekundären Zylinder-Kolben-Einheit
(70) wird kolbenbodenseitig mit einem Trennboden (130)
verschlossen. Letzterer sitzt in einer an die Zylinderflächenbohrung
(77) über einen
Bund (89) anschließende
Zylinderflächenbohrung
(87) der tertiären
Zylinder-Kolben-Einheit (80). Die Zylinderflächenboh rung
(87) ist nach 3 koaxial zur Zylinderflächenbohrung
(77) ausgerichtet. Die Mittellinien der Zylinderflächenbohrung
(77, 87) können
auch versetzt zueinander angeordnet sein, sofern dieser Versatz
die Montage des Sekundärkolbens
(71) ermöglicht.
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Der
Trennboden hat – nach 3 – eine zentrale
Bohrung (151), die die Kolbenstange (83) der tertiären Zylinder-Kolben-Einheit
(80) durchdringt.
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Der
Zylinderraum (86) der tertiären Zylinder-Kolben-Einheit
(80) ist kolbenbodenseitig mit einem Schraubdeckel (82)
verschlossen. Der Tertiärkolben
(81) hat den gleichen Aufbau wie der Sekundärkolben
(71). Seine Kolbenstange (83) hat eine zentrale – auch den
Kolben (81) durchdringende – Durchgangsbohrung (84).
Der Durchmesser der Bohrung (74) entspricht dem der Bohrung
(84). Der wirksame Durchmesser des Tertiärkolbens
(81) ist vergleichbar mit dem des Primärkolbens. Auch die Tertiärkolbenstange
(83) weist an ihrer Stirnfläche mindestens eine Quernut
(85) auf. Ihr Querschnitt entspricht dem der Quernut (75).
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Während des
Normalbetriebes befindet sich die Vorrichtung in dem in 1 gezeigten
Zustand. Das Federelement (52) bzw. das Federsystem des Federspeicherantriebs
(50) ist gespannt. Der Schiebekeil (92) befindet
sich in seiner hinteren Position, so dass das Reibgehemme (90)
nicht betätigt
ist. Die Wälzkörper (106, 107)
sitzen spielfrei und nahezu unbelastet im Käfig (110). Der Rückhubring
(98) drückt das
Druckstück
(96) – entgegen
der Wirkung der Druckluft im Keilgetrieberaum (49) – in Richtung
der Einstellschraube (91). Der Geräteschlitten (9) kann sich
entlang der Führungsschiene
(1) ungebremst bewegen.
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Um
das zu gewährleisten,
sind der Sekundärkolben
(71) und der Tertiärkolben
(81) bodenseitig permanent mit Druckluft beaufschlagt,
so dass der Sekundärkolben
(71) mit seinem an der Kolbenstange (73) vorhandenen
Anschlagbund (78) an der Rückseite (112) des
Käfigs
(110) anliegt. Der Käfig (110)
stützt
sich hierbei an der Wandung der Gehemmebohrung (41) ab.
Am Primärkolben
(63), an dem das Federelement (52) gespannt anliegt,
steht über
die Gehemmebohrung (41) kolbenstangenseitig Druckluft an.
Somit spannen alle drei Kolben das Federelement (52).
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Fällt nun
an den Kolben (63, 71, 81) die zum Halten
des Federelements (52) notwendige Druckluft ab, unabhängig davon,
ob eine Systemstörung
vorliegt, ein Bremsvorgang eingeleitet werden soll oder ob nur der
Schlitten festgeklemmt oder geparkt werden soll, schiebt die jeweilige
Schraubendruckfeder (52) den Schiebekeil (92) über den
entsprechenden federbelasteten Primärkolben (63) in die
Gehemmebohrung (41) hinein, vgl. 3. Der Schiebekeil
(92) schiebt dabei die Kolben (71, 81) über ihre
Kolbenstangen (73, 83) vor sich her. In der Gehemmebohrung
(41) drückt
der jeweilige Schiebekeil (92) mit zunehmendem Hub das
jeweilige Druckstück
(96) gegen die Führungsschiene
(1). Die außen
liegende Zylinderrolle (106) stützt den Schiebekeil (92)
an der Einstellschraube (91) ab, während die Zylinderrolle (107)
das Druckstück
(96) gegen den Widerstand des Rückhubringes (98) in
die Umgriffsnut (14) schiebt. Die Zylinderrollen (106, 107)
wälzen
nun zwischen den Bauteilen (91, 92, 96)
so lange ab, bis sich im Ausführungsbeispiel
ein Kräftegleichgewicht
zwischen der Federkraft des Gehäuses
(10) und der Federkraft des Federelements (52)
eingestellt hat. Dann haben die beiden Reibgehemme (90)
ihre maximale Klemmkraft erreicht. Die Druckstücke (96) liegen an
der Führungsschiene
(1) an.
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In
dieser Position, vgl. u. a. 3, liegt
der Schiebekeil (92) mit der Stirnfläche, die der Sekundärkolbenstange
(73) zugewandt ist, am Grund der Schiebekeilausnehmung
(116) des Käfigs
(110) an. Somit wird der Käfig (110) stets zwischen
seinen beiden Endlagen zwangsgeführt.
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Die
Federspeicherbohrung (23) hat eine Druckluftzuführbohrung
(29), die sich vor der kolbenbodenseitigen Rückseite
des Primärkolbens
(63) befindet. Wird diese Bohrung (29) mit Druckluft
beaufschlagt, wird der Brems- bzw. Klemmvorgang beschleunigt und
die Klemmkraft vergrößert.
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In
den 4 bis 18 wird der besonders ausgestaltete
Trennboden (130) mit seinen Besonderheiten im Detail dargestellt.
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Der
Trennboden (130) hat im Wesentlichen einen scheibenförmigen Grundkörper (131),
der durch zwei z. B. planparallele Stirnflächen (132, 133) begrenzt
ist, vgl. 4 bis 6. Er ist
aus einem Thermoplast, z. B. Polyoxymethylen (POM), hergestellt.
Seine radiale Außenkontur
hat bereichsweise eine zylindrische Außenfläche (135), aus der
nach 6 z. B. sechs Stützelemente (141) unter
einem Winkel von z. B. 15 Winkelgraden nach außen abstehen. Die Stützelemente
(141) ragen über
die Außenfläche (135)
z. B. 0,8 mm hinaus. Jedes Stützelement (141)
befindet sich in einer, in die hintere Stirnfläche (133) eingearbeitete,
Stützausnehmung
(146). Seine freie Stirnfläche ist eine Stützflanke
(145), die unverformt – und
nach dem Einsetzen in die Ringnut (88) – in der Ebene der hinteren
Stirnfläche
(133) liegt. Die axial orientierte, wirksame Auflagefläche der
Stützflanken
(145) beträgt
bei den Stützelementen
(141) beispielsweise 1,5 bis 2% der wirksamen, druckbelasteten
Fläche
des Trennbodens (130).
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Die äquidistant
am Umfang der radialen Außenkontur
angeordneten Stützausnehmungen
(146) haben jeweils die Form eines hohlen Qua ders, der zur
Außenfläche (135)
und zur Stirnfläche
(133) offen ist.
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Das
einzelne elastische Stützelement
(141) hat die Gestalt eines schiefen Prismas, dessen – z. B. über die
Länge zumindest
annähernd
konstanter – Querschnitt
einem Kreisringstück
entspricht. Es hat seitlich z. B. je zwei plane Seitenflanken (144),
die zudem parallel zueinander angeordnet sind. Die Außenflanke
(142) des einzelnen Stützelements
(141) ist eine gekrümmte
Fläche.
Ihre Flächenkrümmung entspricht
der Krümmung
der Außenfläche (135).
Die Krümmung
der zur Mittellinie (39) hin orientierten Innenflanken
(143) hat eine Krümmung,
die um die Wandstärke
des Stützelements
(141) verringert ist. Die Wandstärke beträgt – bei einer Grundkörperwandstärke von
z. B. 5 mm – beispielsweise
1,3 mm. Jede Stützausnehmung
(146) ist so groß dimensioniert,
dass ihr Wandungsabstand gegenüber
den Seiten- und Innenflanken (143, 144) des entsprechenden
Stützelements
mindestens 1,5 mm beträgt.
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Die
radiale Außenfläche (135)
weist im Bereich der vorderen Stirnfläche (132) einen Einstich (136)
auf, dessen Breite ca. einem Drittel der Grundkörperwandstärke entspricht. Der zur Stirnseite
(132) offene Einstich (136) dient der Lagerung
eines Dichtringes (137) mit z. B. kreisförmigem Querschnitt,
vgl. 5 und 8.
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Der
Grundkörper
(131) hat eine zentrale Stufenbohrung (151). Letztere
weist einen Führungsabschnitt
(152), einen Dichtringabschnitt (153) und einen
Sicherungsabschnitt (154) auf, vgl. 5. Jeder Abschnitt
(152–154)
hat einen anderen Durchmesser. Den kleinsten Durchmesser hat der
im Bereich der hinteren Stirnseite gelegene Führungsabschnitt (152).
Sein Durchmesser ist nur geringfügig
größer als
der Außendurchmesser
der Kolbenstange (83) des Kolbens (81). In dem – bezogen
auf den Durchmes ser – größeren Dichtringabschnitt
(153) ist ein Nutring (155) angeordnet. Der Nutring
(155) ist eine Zweilippendichtung, deren beiden ringförmigen Dichtlippen
zur vorderen Stirnseite (132) hin zeigen. Die innere Dichtlippe
liegt bei montiertem Trennboden (130) an der Außenwandung
der die Stufenbohrung (151) durchquerenden Kolbenstange
(83) dicht an. Die äußere Dichtlippe
kontaktiert statisch die radiale Wandung des Dichtringabschnitts
(153).
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Um
den dichtenden Nutring axial zu sichern, liegt am Grund des Sicherungsabschnitts
(154) eine dünne
Scheibe (156), die mittels eines Spreizrings (157)
im Sicherungsabschnitt (154) unlösbar fixiert ist. Um einen
Absatz zwischen dem Dichtringabschnitt (153) und dem Sicherungsabschnitt
(154) zu schaffen, hat der Sicherungsabschnitt (154)
einen um mindestens 2 mm größeren Durchmesser.
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Der
Spreizring (157), vgl. 7, ist ein
in radialer Richtung elastischer Metallring, der an seinem äußeren Rand
eine Vielzahl von scharfkantigen Zungen trägt. Bei der Montage spreizen
sich die Zungen sperrend in der radialen Wandung des Sicherungsabschnitts,
vgl. 8.
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Um
den Trennboden (130) für
die Montage vorzubereiten, wird er auf die hintere Stirnfläche (133)
positioniert. Nun wird in den Dichtringabschnitt (153)
der Nutring (155) und in den Sicherungsabschnitt die Scheibe
(156) eingelegt. Abschließend wird der Spreizring (157)
in den Sicherungsabschnitt (154) eingedrückt. Auf
den Einstich (136) wird der Dichtring (137) aufgeschoben.
Alle Teile (137, 155, 156, 157)
werden von einer Seite aus montiert.
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Der
so bestückte
Trennboden (130) wird nach dem Einsetzen des Kolbens (71)
in die Zylinderflächenbohrung
(77) mit der vorderen Stirnfläche (132) voraus soweit
in die Zylinderflächenbohrung (87)
eingeschoben, bis die – beim
Einschieben radial elastisch nach innen verdrängten – Stützelemente (141) in
der Ringnut (88) nach außen federn. Hierbei legen sich
die vorderen Kanten der Außenflanken (142)
der Stützelemente
(141) an dem Grund der Ringnut (88) an. Zugleich
stützen
sich die Stützflanken
(145) an der ebenen Flanke der Ringnut (88) ab. Der
zwischen dem Bund (89) und dem Einstich (136) eingeklemmte
Dichtring (137) dichtet zum einen die zwischen der Zylinderflächenbohrung
(87) und der Außenfläche (135)
gelegene Montagefuge dicht ab und zum anderen presst er die Stützflanken
(145) der Stützelemente
(141) – auch
ohne Druckluftbeaufschlagung – dauerhaft
gegen die ebene Flanke der Ringnut (88).
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Die 10 zeigt
einen Trennboden (130), der zumindest an seiner Vorderseite
(132) wenigstens einen Radialkanal (171) aufweist.
Der oder die Radialkanäle
sind beispielsweise geradlinig oder beliebig gekrümmt gestaltet.
Jeder Kanal verbindet die Bohrung (151) mit dem Einstich
(136).
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In
den 11 bis 13 wird
ein Trennboden (130) dargestellt, dessen Stützelemente
(147) einzelne Segmente eines kegelstumpfmantelartigen Ringes
sind. Die Wandstärke
des Ringes liegt beispielsweise zwischen 0,5 und 2 mm. Die Stützelemente
(147) ergeben sich – nach
den 11 und 12 – aus dem
Ring durch z. B. sechs relativ schmale, z. B. 0,5 mm breite Ausnehmungen.
Die Stützelemente
(147) schließen
mit dem Grundkörper (131)
eine Ringnut (148) mit einem z. B. v- oder u-förmigen Querschnitt
ein.
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Der
Trennboden nach den 14 und 15 verfügt über nur
ein umlaufendes Stützelement
in Form eines elastischen Rastringes (147). Der Rastring
(147) schließt
mit dem Grundkörper
(131) eine v-förmige
Ringnut (148) ein, die einen sehr großen Querschnitt hat. Die Ringnuttiefe
beträgt
mindestens 75% der Trennbodenbreite, die parallel zur Mittellinie
(39) gemessen wird. Die Breite der Ringnut (148)
ist so gewählt,
dass die maximale Materialstärke
des Trennbodens (130) kleiner ist als 43% der Trennbodenbreite.
Auf diese Weise hat der Trennboden (130) in erster Näherung die
Form einer um die Mittellinie (39) herum kreisförmig gekrümmte, ca. halbkreisförmige Rinne.
Dadurch erhält
der Trennboden bei niedriger Eigenmasse eine besonders hohe Formsteifigkeit.
-
Die
in den 4 bis 15 gezeigten Trennböden (130)
sind alle in einer Bohrung montierbar, die eine Ringnut (88)
in Verbindung mit einem Bund (89) aufweist. Der Bund (89)
kann hierbei auch durch einen Sicherungsring, vor dem ggf. noch
ein Stützring
liegt, ersetzt sein.
-
Die 16–18 zeigen
einen Trennboden (130), der in einer Vorrichtung verwendet
werden kann, bei der die fluchtenden Zylinderflächenbohrungen (87)
und (77) den gleichen Durchmesser haben. Hier werden die
beiden Zylinderflächenbohrungen (87, 77)
durch die den Trennboden (130) lagernde Ringnut (25)
getrennt. Die Ringnut (25) hat einen trapezförmigen Querschnitt,
wobei die vordere Nutflanke (26) in einer Ebene liegt,
die normal zur Mittellinie (39) orientiert ist. Die hintere
Nutflanke (27) ist kegelstumpfförmig gekrümmt, wobei ihre gedachte Kegelspitze
vor der Rückseite
(133) des Trennbodens (130) auf der Mittellinie
(39) liegt. Der Kegelwinkel beträgt z. B. 120 Winkelgrade. Selbstverständlich kann
die Ringnut (25) auch einen rechteckigen Querschnitt haben.
-
In
der Ringnut (25) sitzt axial fixiert der Trennboden (130).
Dazu hat der Grundkörper
(131) zwei Reihen von Stützelementen (141)
und (161). Die Stützelemente
(141), sie sind im We sentlichen schon im Zusammenhang mit
den 4 und 5 beschrieben, haben hier jeweils
eine Stützflanke,
die – zur
Minimierung der Flächenpressung – bezüglich ihrer
Krümmung
zumindest annähernd
an die hintere Nutflanke (27) der Ringnut (25)
angepasst ist.
-
Die
Stützelemente
(161) sitzen zusammen mit ihren Stützausnehmungen (166)
in den Lücken zwischen
den Stützausnehmungen
(146) und deren Stützelemente
(141). Sie sind in Richtung (139), vgl. 17,
orientiert und schließen
mit der Mittellinie (39) den Winkel (169) ein.
Letzterer beträgt
ebenfalls ca. 5 bis 30 Winkelgrade.
-
Die
Stützflanken
(165) der Stützelemente (161)
liegen in einer Ebene, die normal zur Mittellinie (39)
ausgerichtet ist. Sie stützen
sich bei montiertem Trennboden (130) an den vorderen Nutflanken
(26) der Ringnut (25) ab, vgl. 17.
-
Nach 16 haben
die Außenflanken
(162) der Stützelemente
(161) ringförmig
gekrümmte
Zentrierflächen
(167), mit denen sie am Grund der Ringnut (25)
zumindest weitgehend flächig
anliegen.
-
Zur
Stützung
des Dichtringes (137) ist am Einstich (136) ein
z. B. umlaufender Stützsteg
(28) angeordnet, dessen maximaler Durchmesser beispielsweise
zumindest fast annähernd
so groß ist
wie der mittlere Durchmesser des montierten Dichtrings (137).
-
Nach
dem Bestücken
des Trennbodens (130) mit den Dichtungen (137, 156)
wird er nach der Montage des Kolbens (71) mit der vorderen
Stirnfläche
(132) voraus in die Zylinderflächenbohrung (87) eingeschoben.
Das Einschieben ist beendet, wenn die Stützelemente (141, 161)
elastisch federnd in die Ringnut (25) eingerastet sind.
Beim Einrasten legen sich die Zentrierflächen (167) der Stützelemente (161)
an den Grund der Ringnut (25) an, während sich die Stützflanken
(165) an der vorderen Nutflanke (26) abstützen, vgl. 17.
Die ebenfalls in die Ringnut (25) radial einfedernden Stützelemente
(141) legen sich an die hintere kegelstumpfförmig gewölbte Nutflanke
(27) an. Durch die Wölbung
der Nutflanke (27) verkeilen sich die Stützelemente
(161) und somit auch der Trennboden (130) spielfrei
in der Ringnut (25).
-
Der
zwischen der Zylinderflächenbohrung (77)
und dem Einstich (136) eingeklemmte Dichtring (137)
sowie der zwischen der Kolbenstange (83) und dem Trennboden
(130) sitzende Nutring (155) dichten den Druckraum
(76) gegen den Druckraum (86) ab.
-
- 1
- Führungsschiene,
doppeltrapezförmig
- 2
- Führungslängsrichtung,
Mittellinie
- 7
- Bodenfläche
- 8
- Maschinenbett
- 9
- Geräteschlitten
- 10
- Gehäuse, Vorrichtungsgehäuse
- 11
- Gehäusezone,
rechts
- 12
- Gehäusezone,
links
- 13
- Flanschzone
- 14
- Umgriffsnut
- 17
- Befestigungsbohrungen
für (10)
- 18
- Innenwandung,
seitlich
- 19
- Außenwandung,
seitlich
- 21
- Stirnflächen, Stirnseite,
federseitig
- 22
- Stirnflächen, Stirnseite
- 23
- Federspeicherbohrung
- 25
- Ringnut
in (87)
- 26
- Nutflanke,
vorn
- 27
- Nutflanke,
hinten
- 28
- Stützsteg,
optional
- 29
- Druckluftzuführbohrung,
Bohrung
- 34
- Verbindungsbohrung
- 35
- Nutring,
Dichtring
- 36
- Unterlegscheibe
- 37
- Spreizring,
Zackenring
- 39
- Mittellinie
- 41
- Gehemmebohrung,
Gehäusebohrung
- 42
- Hauptbohrung
- 43
- Feingewinde
- 44
- Druckstückführungsbohrung
- 45
- Austrittsbohrung
- 46
- Mittellinie
- 49
- Keilgetrieberaum
- 50
- Federspeicherantrieb
- 51
- Deckel
- 52
- Federelement,
Schraubendruckfeder, Feder
- 60
- Zylinder-Kolben-Einheit,
primär;
pneumatischer Antrieb
- 63
- Primärkolben
- 64
- Kolbenstangenhülse, Kolbenstange,
Schubstange
- 65
- Schraube
- 70
- Zylinder-Kolben-Einheit,
sekundär;
Pneu. Antrieb
- 71
- Sekundärkolben
- 72
- Eindrehung
- 73
- Sekundärkolbenstange,
Kolbenstange
- 74
- Durchgangsbohrung
- 75
- Quernut
- 76
- Druckraum
- 77
- Zylinderflächenbohrung
- 78
- Anschlagbund
- 80
- Zylinder-Kolben-Einheit,
tertiär;
Pneu. Antrieb
- 81
- Tertiärkolben
- 82
- Schraubdeckel
- 83
- Tertiärkolbenstange,
Kolbenstange
- 84
- Durchgangsbohrung,
zentral
- 85
- Quernut
- 86
- Druckraum
- 87
- Zylinderflächenbohrung
- 88
- Ringnut
- 89
- Bund
von (87)
- 90
- Reibgehemme
- 91
- Einstellschraube
- 92
- Schiebekeil
- 93
- Keilfläche
- 94
- Stützfläche
- 95
- Gewindebohrung
- 96
- Druckstück
- 97
- Stirnfläche
- 98
- Rückhubring,
elastisch
- 106
- Zylinderrolle,
außen
liegend; Wälzkörper
- 107
- Zylinderrolle,
innen liegend; Wälzkörper
- 110
- Käfig
- 112
- Käfigrückseite
- 116
- Schiebekeilausnehmung
- 130
- Trennboden
- 131
- Grundkörper
- 132
- Stirnfläche, vorn;
Vorderseite
- 133
- Stirnfläche, hinten;
Rückseite
- 134
- Stirnflächenringnut
- 135
- Außenfläche, zylindrisch
- 136
- Einstich
- 137
- Dichtring;
Dichtung, äußere
- 139
- Montagerichtung
für (130)
- 141
- Stützelemente,
Rastzungen
- 142
- Außenflanken
- 143
- Innenflanken
- 144
- Seitenflanken
- 145
- Stützflanken
- 146
- Stützausnehmung
- 147
- Rastring,
Stützelement,
Segmente
- 148
- Ringnut
- 149
- Winkel
- 151
- Stufenbohrung,
Durchgangsbohrung, Bohrung
- 152
- Führungsabschnitt
- 153
- Dichtringabschnitt
- 154
- Sicherungsabschnitt
- 155
- Nutring,
Zweilippendichtung; Dichtung, innere
- 156
- Scheibe
- 157
- Spreizring,
Zackenring
- 161
- Stützelemente,
Rastzungen
- 162
- Außenflanken
- 163
- Innenflanken
- 164
- Seitenflanken
- 165
- Stützflanken
- 166
- Stützausnehmung
- 167
- Zentrierflächen
- 169
- Winkel
- 171
- Radialkanäle