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Die Erfindung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung eines an mindestens einer Schiene geführten Schlittens, wobei die Vorrichtung mindestens ein, über ein Keilgetriebe betätigbares, Reibgehemme umfasst, das wenigstens einen an die Schiene anpressbaren Reibbacken aufweist. Die mit Hilfe von Fremdenergie bewegten Keilgetriebeteile sind zur Be- und zur Entlastung des Reibgehemmes pro Be- und Entlastungsrichtung mittels mindestens eines Stellglieds oder mittels eines Federsystems bewegbar, wobei das Federsystem mindestens ein Federelement umfasst.
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Aus der
DE 10 2004 027 984 A1 ist eine derartige Brems- und/oder Klemmvorrichtung bekannt. Ein von einer Zylinder-Kolben-Einheit angetriebener Schiebekeil wirkt über mindestens einen Wälzkörper auf eine Keilfläche eines zu einem Reibgehemme gehörenden Reibbacken.
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Die
DE 102 52 915 B3 beschreibt eine Klemm- und/oder Notbremsvorrichtung zur Anbringung an einem mittels einer Führungsschiene geführten Schlitten. Sie weist pro Schienenseite einzelne Reibgehemme auf, die über fremdangetriebene Schiebekeilgetriebe betätigt werden. Der jeweils antreibende Schiebekeil rollt am Gegenkeil und einem Druckstück jeweils mit Hilfe von in Schiebekeilverfahrrichtung zumindest annähernd hintereinanderliegenden Wälzkörpern ab. Die quer zur Schiebekeilverfahrrichtung beidseits des Schiebekeils gelegenen Wälzkörper vergrößern den Bauraum des Schiebekeilgetriebes besonders in der Querrichtung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung zu entwickeln, die bei großen Klemmkräften und kurzen Reaktionszeiten einen einfachen und bauraumsparenden Aufbau hat und zudem dauerhaft wartungsfrei ist.
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Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Das Keilgetriebe weist mindestens einen Käfig auf, der zwischen mindestens einem Reibbacken und mindestens einem Einstellelement quer zum Reibbacken vom Stellglied antreibbar ist. Der mindestens eine Käfig weist quer zu seiner Verschieberichtung mindestens eine Führungsausnehmung auf, in der zwei oder – Vielfache von zwei – sich quer zur Verschieberichtung nebeneinanderliegend kontaktierende Wälzkörper angeordnet sind. Der mindestens eine Reibbacken und/oder das Einstellelement hat eine dem Käfig zugewandte Stirnseite, die zumindest bereichsweise eine Fläche oder eine Rinne aufweist, deren Neigung gegenüber der Verschieberichtung zwischen 0,2 und 5 Winkelgraden liegt.
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Bei dieser Brems- und/oder Klemmvorrichtung wird z. B. die am Maschinentisch ortsfeste Schiene, an der der die Vorrichtung tragende Schlitten abgebremst oder festgeklemmt werden soll, von einem Grundkörper in Form einer z. B. c-förmigen Klammer bereichsweise umgriffen. Der Grundkörper ist hierbei in der Verfahrrichtung des Schlittens formsteif am Schlitten befestigt, so dass der Bremskraftfluss den kürzest möglichen Weg zwischen Maschinenbett und Schlitten hat.
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Bei einer ersten Variante der Brems- und/oder Klemmvorrichtung wird ein Schiebekeilgetriebe von einem pneumatischen Stellglied zum Bremsen und/oder Klemmen betätigt, während bei einer zweiten Variante ein derartiger Antrieb zum Lösen der Brems- und/oder Klemmvorrichtung benutzt wird. Der oder die jeweiligen Antriebe spannen bei ihrer Betätigung jeweils mindestens einen Federspeicher, dessen Federenergie später bei einer entsprechenden – der pneumatischen Antriebsbewegung – entgegengesetzt wirkenden Bewegung freigesetzt wird.
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Zwischen dem Stellglied und dem jeweiligen Reibbacken wird ein schmal bauendes Schiebekeilgetriebe eingesetzt, um die erforderliche Brems- bzw. Klemm- oder Lösekraft aufzubringen. Dieses Schiebekeilgetriebe ersetzt den bekannten antreibenden Schiebekeil durch einen antreibbaren Käfig, in dem quer zur Stellgliedverfahrrichtung in einem Führungsdurchbruch mindestens zwei sich kontaktierende Wälzkörper gelagert sind. Die nebeneinander liegenden Wälzkörper werden mittels des Käfigs in einen sich in Verfahrrichtung verengenden Spalt gezwängt, auf dessen beide seitliche Wandungen sie spreizend wirken. Die erste Wandung des sich verengenden Spalts ist eine innere Anlagefläche einer Einstellschraube oder eine Gehäusewandung. Die zweite Wandung ist eine innere Anlagefläche eines Reibbackens oder die Anlagefläche eines auf den Reibbacken wirkenden Getriebeteils.
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Die Verengung des Spalts ist durch die Neigung der Wandungen gegenüber der Stellgliedverfahrrichtung vorgegeben. Hierbei können beide Wandungen gegenüber der Stellgliedverfahrrichtung mit gleichen oder unterschiedlichen Keilwinkeln geneigt sein. In einer anderen Variante kann eine der beiden Wandungen einen Keilwinkel von null Winkelgraden aufweisen.
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Anstelle eines pneumatischen Stellglieds können u. a. auch hydraulische Zylinder-Kolben-Einheiten, Membranzylinder, Hubmagnete, Tauchspulenantriebe, Piezostellglieder, Formgedächtniselemente oder Federspeicher verwendet werden. Alle Stellglieder können sowohl für die Be- als auch für die Entlastungsrichtung verwendet werden. Dabei können gleich- oder verschiedenartige Stellglieder pro Belastungsrichtung – hintereinander oder nebeneinander im oder am Gehäuse angeordnet werden.
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Die gesamte Brems- und/oder Klemmvorrichtung hat im Querschnitt – also normal zur Führungslängsrichtung – eine Kontur, die innerhalb der Querschnittskontur der meisten handelsüblichen Führungswagen bleibt.
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Selbstverständlich kann die Brems- und/oder Klemmvorrichtung auch vollständig in einen Führungswagen oder in den Schlitten integriert werden. Auch kann die Vorrichtung als Notbremse eingesetzt werden.
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Die Vorrichtung ist nicht auf lineare Führungen beschränkt. Sie kann bei entsprechender Anpassung der Bremsbacken auch auf Kreisbahnen oder anderen z. B. in einer Ebene liegenden gekrümmten Bahnen verwendet werden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
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1: Dimetrische Darstellung einer Brems- und/oder Klemmvorrichtung;
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2: vertikaler Querschnitt zu 1;
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3: horizontaler Längsschnitt zu 2;
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4: vertikaler Längsschnitt zu 2;
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5: Ansicht des Pneumatikkolbens;
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6: horizontaler Längsschnitt nach 2, jedoch mit zwei Wälzkörper lagernden Ausnehmungen in der Kolbenstange;
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7: Ansicht des Reibbackens;
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8: dimetrische Darstellung einer Brems- und/oder Klemmvorrichtung mit zwei Reibgehemmen;
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9: vertikaler Querschnitt zu 8 durch die Reibgehemme;
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10: horizontaler Längsschnitt zu 9;
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11: vertikaler Längsschnitt zu 9;
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12: vertikaler Querschnitt zu 10 durch Gehäuse und unrunden Kolben;
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13: dimetrische Ansicht des Käfigs.
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Die 1 bis 7 zeigen eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung, die nach 2 eine Führungsschiene (7) umgreift. Sie besteht u. a. aus einem Grundkörper (10), einem pneumatischen Stellglied (60), vgl. 3, mehreren Rückhubfederelementen (88) und einem Schiebekeilgetriebe (50). Die Vorrichtung ist über den Grundkörper (10) an dem Schlitten (1) befestigt, der an der Führungsschiene (7) abgebremst oder geklemmt werden soll, vgl. 2. Die Führungsschiene (7) verläuft parallel zur Schlittenbewegungsrichtung bzw. zur Führungslängsrichtung (2).
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In der 8 ist ein Abschnitt einer doppelprismatischen Führungsschiene (7) dargestellt. Die Führungsschiene (7) 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 z. B. das sie tragende Maschinenbett (5), vgl. 2.
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Die Führungsschiene (7) hat nach 2 oberhalb der v-förmigen Nut u. a. zwei Nebenflächen (8, 9), die sich bezogen auf die vertikale Mittenlängsebene (6) spiegelbildlich gegenüberliegen. Beide Nebenflächen (8, 9) sind zueinander parallel ausgerichtet. Sie dienen dem Reibgehemme (51) als Anlageflächen für die Reibbacken (53).
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Der z. B. einteilige, aus 16 MnCr 5 gefertigte Grundkörper (10) ist im Wesentlichen ein quaderförmiges Bauteil, das an seiner Unterseite eine z. B. außermittige Nut (19) mit einem z. B. rechteckigen Querschnitt aufweist. In die Nut (19) taucht die Führungsschiene (7), nach 2, zu ca. drei Viertel ein. Der Grundkörper (10) hat beispielsweise folgende Abmessungen: 58 mm × 35 mm × 28 mm.
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Der Grundkörper (10) hat z. B. eine kleine, rechte (11) und eine große, linke Gehäusezone (12). Beide Zonen (11, 12) befinden sich unterhalb einer Flanschzone (13). Die linke Gehäusezone (12) hat eine Breite von ca. 23 mm, während die Breite der rechten Gehäusezone (11) nur ca. 11 mm misst.
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In der Flanschzone (13) ist u. a. ein Vorrichtungsträger (95) gelagert. Der Vorrichtungsträger (95) hat nach 1 eine passfederartige Geometrie. Seine obere Adapterfläche weist zwei Gewindebohrungen (96) zur Befestigung an dem die Vorrichtung lagernden Schlitten (1) auf, vgl. 2. Quer zu den Gewindebohrungen (96) hat er z. B. zwei Gleitbohrungen (97), die parallel zur Klemmrichtung (3) und zudem quer zur Führungslängsrichtung (2), vgl. 3, orientiert sind.
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In der Oberseite des Grundkörpers (10) ist zur Lagerung des Vorrichtungsträgers (95) ein in Führungslängsrichtung (2) orientiertes Langloch (15) eingearbeitet, das von zwei Querbohrungen (16) geschnitten wird. Die in Klemmrichtung (3) gemessene Breite des Langloches (15) ist wie die in Führungslängsrichtung (2) gemessene Länge des Langloches (15) jeweils um z. B. 2 mm breiter als die entsprechende Ausdehnung des Vorrichtungsträgers (95).
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Der Vorrichtungsträger (95) sitzt mit geringem Spiel über seine Gleitbohrungen (97) auf den in den Querbohrungen (16) eingeklemmt sitzenden Gleitstiften (98). Um das Gehäuse (10) in Klemmrichtung (3) elastisch schwimmend am Vorrichtungsträger (95) zu zentrieren, sitzen beidseits des Vorrichtungsträgers (95) Elastomerkörper (99), die zudem auf den Gleitstiften (98) gelagert sind. Die Elastomerkörper (99) können die Form eines Torus, die Form einer gelochten Kreisscheibe oder die Form einer rechteckigen oder anderen vieleckigen ein- oder mehrfach gelochten Platte haben. Nach der Montage ragt die Adapterfläche des Vorrichtungsträgers (95) z. B. 0,1 bis 0,5 mm über die Oberseite des Grundkörpers (10) über.
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Die Gehäusezone (12) weist zur Aufnahme des Antriebs (60) eine mehrstufige Sacklochbohrung (21) auf, deren Mittellinie (29) parallel zur Führungslängsrichtung (2) orientiert ist, vgl. 3. Die Sacklochbohrung (21) setzt sich aus einer Zylinderflächenausnehmung (22) und einer Keilgetriebeausnehmung (23) zusammen. Zwischen beiden Ausnehmungen (22, 23) liegt ein planer Gehäusebund (24). Die Zylinderflächenausnehmung (22) ist bei der Verwendung eines Kolbens mit kreisrundem Querschnitt eine Zylindermantelfläche. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Pneumatikkolben (61) eine rechteckige Fläche mit abgerundeten Ecken. Demnach ist die Zylinderflächenausnehmung (22) eine dem Kolbenquerschnitt, er hat z. B. eine Fläche von ca. 452 mm2, angepasste Vierkantausnehmung.
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Die Keilgetriebeausnehmung (23) ist nach 3 und 4 eine zylindrische Bohrung mit planem Grund. Ihr Innendurchmesser misst z. B. 20 mm. Im planen Grund befinden sich nach 4 drei kurze zylindrische Sacklochbohrungen (37), die jeweils ebenfalls einen ebenen Grund aufweisen. Ihre Mittellinien liegen z. B. in einer Ebene. Jede Sacklochbohrung (37) führt eine Rückholfeder (88).
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In der Nähe der vorderen Stirnfläche (14) des Grundkörpers (10) befinden sich in dessen Seitenflächen, dessen Oberseite und dessen Unterseite vier Gewindequerbohrungen (17), deren Mittellinien in einer Ebene liegen und zudem die Mittellinie (29) senkrecht schneiden oder kreuzen.
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Quer zur Stufenbohrung (21) verläuft eine Gehemmebohrung (30), deren Mittellinie (39), die Mittellinie (29) der Stufenbohrungen (21) kreuzt oder schneidet. Hierbei kann die Mittellinie (39) gegenüber der Mittellinie (29) – bei entsprechender Anpassung des Keilwinkels (alpha) – einen Winkel von 90 ± 3 Winkelgraden einnehmen.
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Die Gehemmebohrung (30) hat vier abgestufte Bereiche, vgl. 6. Von der Grundkörperaußenseite her sind das eine Dichtsitzbohrung (31), eine Hauptbohrung (32), eine Druckstückführungsbohrung (33) und eine Austrittsausnehmung (34). Die Hauptbohrung (32) schneidet sich mit der Keilgetriebeausnehmung (23). In diesem Bereich, vgl. 3, befindet sich ein z. B. zwei Zylinderrollen (91, 92) lagernder Käfig (71).
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Die zwischen der Gehäuseaußenseite und der Hauptbohrung (32) gelegene Dichtsitzbohrung (31) nimmt eine Einstellschraube (45) auf. Im Bereich der Einstellschraube (45) trägt die Hauptbohrung (32) zur einstellbaren Positionierung der Einstellschraube (45) ein Feingewinde.
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Die Einstellschraube (45) ist eine zylindrische Scheibe, die an der äußeren Stirnfläche Bohrungen für den Eingriff eines Zapfenschlüssels aufweist. Sie hat eine innere, plane Stirnfläche (46), die in den Ausführungsbeispielen normal zu ihrer Mittellinie, sie ist deckungsgleich zur Mittellinie (39), orientiert ist.
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Sie hat ein Außengewinde, das in einer Ringnut endet. In der Nut ist ein Quetschring als Schraubensicherung und zur Abdichtung gegenüber der Dichtsitzbohrung (31) eingelassen. Mit der Einstellschraube (45) wird bei montierter Vorrichtung zum einem die Spielfreiheit des Schiebekeilgetriebes (50) gewährleistet und zum anderen der Lüftspalt zwischen der Reibfläche (58) der Reibbacke (53) und der Nebenfläche (8) der Führungsschiene (7) beeinflusst.
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Je nach Bauart des Grundkörpers (10) ist es auch möglich, auf die Einstellschraube (45) zu verzichten. In diesem Fall ist die Stirnfläche (46) ein integrales Bestandteil des Grundkörpers (10).
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Die Druckstückführungsbohrung (33) schließt sich Richtung Führungsschiene (7) an die Hauptbohrung (32) an. Sie geht über einen z. B. planen Gehäusebund (35) in die Austrittsausnehmung (34) über. Letztere hat einen kleineren Querschnitt als die Druckstückführungsbohrung (33). Die hat zudem ggf. einen unrunden Querschnitt.
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Das Druckstück (54) ist der zylindrische Kolben der Reibbacke (53). Am Kolben (54) ist eine Kolbenstange (57) angeformt, vgl. 7. Die in die Nut (19) hineinragende Stirnseite der Kolbenstange (57) trägt an ihrem freien Ende die Reibfläche (58) der Reibbacke (53). Letztere hat eine Mittellinie, die mit der Mittellinie (39) der Gehemmebohrung (30) deckungsgleich ist.
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Die zur Gehemmebohrung (30) hin orientierte Stirnfläche des Druckstücks (54) ist eine z. B. plane Keilfläche (55), die gegenüber der Mittellinie (29) um 0,2 bis 5 Winkelgrade geneigt ist. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Neigungswinkel bzw. der Keilwinkel (alpha) 2 Winkelgrade. Aufgrund dieser Neigung verengt sich der quer zur Mittellinie (29) messbare Abstand zur inneren Stirnfläche (46) der Einstellschraube (45) mit zunehmender Tiefe der Stufenbohrung (21).
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Die Kolbenstange (57) ragt bei betätigtem Reibgehemme (51) aus der Austrittsausnehmung (34) heraus. Am Übergang der Kolbenstange (57) zum Kolben (54) befindet sich eine z. B. ringkanalartige Stirnnut (56), in der nach den 3 und 7 ein elastischer Rückhubring (59) mit z. B. rechteckigem Einzelquerschnitt sitzt. Der Rückhubring (59) hält bei unbetätigtem Reibgehemme – die Vorrichtung hat keine Klemm- oder Bremswirkung – das Druckstück (54) in seiner hinteren Position.
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Die Kolbenstange (57), deren äußere, radiale Kontur innerhalb der Stirnnut (56) liegt, hat nach 7 zumindest annähernd – zur Verdrehsicherung um die Mittellinie (39) – einen quadratischen Querschnitt.
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Zur Verdrehsicherung sind auch beliebige andere Querschnitte für die Kolbenstange (57) denkbar. Es ist auch möglich, die Verdrehsicherung in den Kolben (54) zu verlegen.
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Zwischen dem Druckstück (54) und der Einstellschraube (45) ist der Käfig (71), z. B. als angeformter Teil eines Pneumatikkolbens (61), angeordnet. Die Kombination aus Pneumatikkolben (61) und Käfig (71) sitzt, von der Vorderseite (14) des Grundkörpers (10) aus eingeschoben, in der Stufenbohrung (21), wobei der Pneumatikkolben (61) in der Zylinderflächenausnehmung (22) geführt wird. Der Kolben- bzw. Druckraum (25) ist zur Vorderseite (14) hin mit einem Deckel (40) gasdicht verschlossen.
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Der Deckel (40), dessen äußere Stirnfläche im Ausführungsbeispiel bündig mit der Vorderseite (14) des Grundkörpers (10) abschließt, hat dazu eine umlaufende Ringnut (41), in der ein Dichtring (42) angeordnet ist. Zwischen der Ringnut (41) und der Vorderseite (14) weist er z. B. vier Bohrungen (43) auf, die mit den entsprechenden Gewindequerbohrungen (17) des Grundkörpers (10) fluchten. In die Gewindequerbohrungen (17) des Grundkörpers (10) sind zur Fixierung des Deckels (40) Gewindestifte (44) eingeschraubt. Die z. B. vollständig im Grundkörper (10) versenkten Gewindestifte (44) haben sich ihr Deckelgewinde in dem aus einer Aluminiumlegierung oder einem Kunststoff gefertigten Deckel (40) selbst geformt.
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Sollte der Pneumatikkolben (61) eine kreisrunde Querschnittsform haben, wird der Deckel (40) im Grundkörper (10) z. B. genau so befestigt, wie die Einstellschraube (45).
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Die Kombination aus dem Pneumatikkolben (61) und dem Käfig (71) ist in 5 dargestellt. Der Kolben (61) hat einen rechteckigen Querschnitt mit den Abmessungen 20 mm × 23 mm. Die Ecken sind z. B. mit einem 3 mm-Radius abgerundet. Der Pneumatikkolben (61) weist eine Ringnut (62) auf, in der nach 3 ein Dichtring (63) angeordnet ist. Die Kolbenvorderseite weist nach den 3 bis 5 eine ca. 0,5 mm tiefe Luftverteilnut (64) auf. An der Rückseite des Pneumatikkolbens (61) schließt sich kolbenstangenförmig der Käfig (71) an.
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Der Querschnitt des Käfigs (71) stellt im Wesentlichen eine Kreisfläche dar, die durch zwei einander gegenüberliegende, gleichgroße Kreisabschnitte verringert ist. Die Kreisfläche hat hier einen Durchmesser, der z. B. geringfügig kleiner ist, z. B. 0,1 bis 0,2 mm, als der Durchmesser der Keilgetriebeausnehmung (23). Die Kreisabschnitte haben eine Höhe von z. B. 3,4 mm.
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Die durch die Kreisabschnitte des Querschnitts vorgegebenen planen Seitenflanken (73, 74) des Käfigs (71) sind gegenüber der zylindermantelförmigen Käfigaußenwandung abgerundet ausgeführt. Zwischen den einander parallel gegenüberliegenden Seitenflanken (73, 74) erstreckt sich, z. B. im hinteren Bereich des Käfigs (71), ein Führungsdurchbruch in Form eines Rechteckkanals (81). Der Rechteckkanal (81) hat nach 4 eine Breite von 7 mm und eine Höhe von 14 mm. Er hat normal zur Mittellinie (29) zwei zumindest bereichsweise plane Kanalwandungen (85, 86). Ggf. werden beide Kanalwandungen (85, 86) oder zumindest diejenige, die beim Betrieb der Vorrichtung der höheren Flächenpressung standhalten muss, mit einer verschleißfesten Beschichtung, z. B. einer Hartverchromung, Nitrierschicht oder dergleichen ausgestattet.
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In diesem Rechteckkanal (81) sitzen mit wenig Spiel zwei Zylinderrollen (91, 92), die einander im Bereich der Rechteckkanalmitte – bei geklemmter Vorrichtung – kontaktieren. Die Zylinderrollen (91, 92), die hier fast die Breite des Rechteckkanals (81) ausfüllen, sind zwischen ihren planen Stirnflächen und ihrer Zylindermantelfläche mit einem Radius von z. B. 0,5 bis 1,2 mm abgerundet.
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Nach 6, die Teile einer Variante der bisherigen Vorrichtung zeigt, weist der Käfig (71) zwei quer zur Mittellinie (29) parallel nebeneinander angeordnete Führungsdurchbrüche in Form von Rechteckkanälen (81, 82) auf. Zwischen den Rechteckkanälen (81, 82) liegt eine formsteife Trennwand der Breite von z. B. 1 mm.
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In beiden Rechteckkanälen (
81,
82) befinden sich jeweils (n) Zylinderrollen (
91,
93), wobei (n), in
6 sind es vier Stück, zur Menge der natürlichen, geraden Zahlen gehört, die größer oder gleich 2 sind. Die Zylinderrollen (
91) des kolbenfernen Rechteckkanals (
81) haben einen Durchmesser (r), während die Zylinderrollen (
93) des kolbennahen Rechteckkanals (
82) einen Radius (R) aufweisen. Die Rechteckkanalmittellinien (
83,
84) haben einen Abstand (a). Bei einem Keilwinkel (alpha) ergibt sich für die Zylinderrollen (
93) des kolbennahen Rechteckkanals (
82) ein Zylinderrollenradius (R), der sich aus folgender Formel ergibt:
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In den Ausführungsbeispielen der 1 bis 7 liegt bei unbetätigter Vorrichtung, d. h. der Pneumatikkolben (61) kontaktiert den Deckel (40), die jeweils äußere, linke Zylinderrolle (91) an der Einstellschraube (45) und die jeweils äußere, rechte Zylinderrolle (92) an der Keilfläche (55) des Druckstückes (54) an. Die Rückholfedern (88) und der in dieser Position schon vorgespannte Rückhubring (59) sorgen für eine spielfreie Anlage.
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Bei den bisher beschriebenen Lösungen liegen die Zylinderrollen (91, 93) immer z. B. zu zweit, zu viert oder zu sechst nebeneinander in den Rechteckkanälen (81, 82). Durch diese Anordnung rollt, z. B. bei zwei Zylinderrollen (91, 92), beim Einfahren des Käfigs (71), also beim Klemmen, nach 3, die linke Zylinderrolle (91) an der Einstellschraube (45) im Gegenuhrzeigersinn ab, während die rechte Zylinderrolle (92) am Druckstück (54) sich im Uhrzeigersinn dreht. In der Kontaktstelle der beiden Zylinderrollen (91, 92) wälzen sich diese – ohne Relativbewegung – aneinander ab. Beide Zylinderrollen (91, 92) stützen sich hierbei unter einer Gleitbewegung an der vorderen Kanalwandung (85) des Rechteckkanals (81) ab. Aufgrund des Spiels der Zylinderrollen (91, 92) im Rechteckkanal (81) kontaktieren diese nicht die hintere Kanalwandung (86).
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Beispielsweise bei Vorrichtungen, die geringere Klemm- oder Bremskräfte erfordern, können die Zylinderrollen durch Kugeln ersetzt werden. Die Kugeln sitzen dann im Käfig (71) in entsprechenden Führungsbohrungen. Das Druckstück (54) kann in diesem Fall anstelle einer Keilfläche (55) auch eine kugelführende Rinne aufweisen. Werden mehrere Führungsbohrungen pro Käfig verwendet, können diese – bezogen auf die Führungslängsrichtung – hintereinander und/oder nebeneinander angeordnet sein. Auch eine schräger Versatz ist möglich.
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Die in 3 dargestellte Klemmung befindet sich im unbetätigten Zustand. Der Pneumatikkolben (61) liegt am Deckel (40) an. Beispielsweise über eine an der Oberseite des Gehäuses (10) angeordnete Zuluftbohrung (38) wird Druckluft zwischen die Kolbenvorderseite und die Rückseite des Deckels (40) eingepresst. Hierdurch wird die Kombination aus Kolben (61) und Käfig (71) – u. a. gegen die Wirkung der Rückholfedern (88) – nach hinten verschoben. Über die vordere Kanalwandung (85) des Rechteckkanals (81) werden die beiden Zylinderrollen (91, 92) zwischen die Einstellschraube (45) und das Druckstück (54) gezwängt. In der Folge gibt das Druckstück (54) unter einer Kompression des elastischen Rückhubringes (59) nach. Die Reibbacke (53) wandert nach 3 nach rechts, um sich an der Nebenfläche (8) der Führungsschiene (7) anzulegen, vgl. 2. Bei diesem Vorgang wandert der Grundkörper (10) relativ zum Vorrichtungsträger (95) so weit nach links, bis sich die rechte Nutwandung (20) der Nut (19) an der rechten Nebenfläche (9) der Führungsschiene (7) anlegt.
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Zum Lösen der Bremse bzw. Klemmung wird der Zuluftanschluss (38) entlüftet. Die Rückholfedern (88) bewegen die Kombination aus Käfig (71) und Kolben (61) nach vorn. Zugleich schiebt der sich entlastende Rückhubring (59) die Reibbacke (53) in ihre aus 3 bekannte Ausgangsposition. Die Klemmung bzw. Bremse ist geöffnet.
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In den 8 bis 13 wird eine Vorrichtung dargestellt, die zwei einander gegenüberliegende Reibgehemme (51, 52) aufweist. Bei dieser Vorrichtung wird der Grundkörper (10) starr am hier nicht dargestellten Schlitten (1) befestigt. Dazu hat es z. B. die in der Oberseite des Grundkörpers (10) angeordneten Befestigungsbohrungen (18). Das Klemmen und/oder Bremsen erfolgt hier z. B. mittels Federkraft, während das Lösen pneumatisch erfolgt.
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Der Aufbau der Reibgehemme (51, 52) ist aus der Beschreibung der 3 und 4 bekannt. Allerdings hat der einzelne Käfig (71, 72) die Form einer separaten Kreisscheibe, vgl. 13, die bezogen auf die Führungslängsrichtung (2) vorn und hinten abgeflacht ist. An der hinteren Abflachung (76), vgl. 11, liegt eine Rückholfeder (88) an, die sich in einer Grundkörperbohrung an einer dort eingestauchten Kugel (48) abstützt. Ggf. befindet sich in der hinteren Abflachung (76) eine Einsenkung, in die die Rückholfeder (88) eintaucht.
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An der vorderen Abflachung (75) liegt eine in einer Führungsbohrung (26) des Grundkörpers (10) gelagerte Kolbenstange (65) an. Die Kolbenstange (65) ist in einem c-förmigen Kolben (61), vgl. 12, mittels Querpresssitz fixiert, vgl. 10 und 11, und ragt in eine Einsenkung (77) des Käfigs (71, 72) hinein.
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Die Kolbenstange (65) ist gegenüber der den Käfig (71, 72) lagernden und/oder führenden Gehemmeausnehmung (30) mit einem Lippendichtring (66) abgedichtet, wobei die Dichtlippen in Richtung auf den Kolben (61) zeigen. Zwischen dem Kolben (61) und dem Lippendichtring (66) ist im Abschnitt (27) der Stufenbohrung (26) eine mit einem Flansch ausgestattete Führungsbuchse (67) angeordnet, die zum einen mit ihrem Flansch die Lippendichtung (66) in ihrer vorgesehenen Position hält und zum anderen die sich am Flansch abstützende Schraubenfeder (68) führt. Letztere stützt sich am Kolben (61) ab.
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Der Grundkörper (10) ist nach vorn hin mit einem Deckel (40) abgeschlossen, der zumindest annähernd den Querschnitt des Kolbens (61) hat. Der Deckel (40) hat eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines Dichtrings (42). Zwischen der Gehäusevorderseite (14) und der Ringnut (41) hat der Deckel (40) einige Querbohrungen (43). Diese Querbohrungen (43) sitzen jeweils in der Verlängerung spezieller Gewindequerbohrungen (17) des Grundkörpers (10). Wie bei der Variante nach den 1 bis 7 halten z. B. vier Gewindestifte (44) den Deckel (40) in seiner vorgesehenen Position.
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Vor dem Deckel (40) ist am Grundkörper (10) ein Federspeichergehäuse (100) angeordnet. Letzteres hat zumindest annähernd den gleichen Gesamtquerschnitt wie der Grundkörper (10). Das z. B. mit zwei Schrauben (108) am Grundkörper (10) befestigte Federspeichergehäuse (100) weist neben den Bohrungen für die Schrauben (108) z. B. vier weitere Federführungsbohrungen (101) auf. Die zum Deckel (40) hin offenen Federführungsbohrungen (101) nehmen z. B. zwei ineinander geschachtelte Schraubenfedern (105, 106) auf.
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Jede Federschachtelung (105, 106) wirkt über einen Stützbolzen (102) auf die Vorderseite des Kolbens (61). Dabei ist der einzelne Stützbolzen (102) zum einen über seinen Schaft im Deckel (40) und zum anderen mittels seines an den Schraubenfedern (105, 106) anliegenden Stützbolzenflansches (103) in der entsprechenden Federführungsbohrung (101) gelagert.
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In den Federführungsbohrungen (101) können anstelle der Schraubenfedern auch gleich- oder wechselsinnig gestapelte Tellerfedern oder andere geeignete Federtypen verwendet werden.
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Bei dieser Vorrichtungsvariante nach den 8 bis 13 erfolgt das Klemmen und/oder Bremsen mit Hilfe der Schraubenfedern (105, 106) des Federspeichers, sobald der pneumatische Druckraum (25) entlüftet wird, vgl. 10. Die Schraubenfedern (105, 106) schieben über die Stützbolzen (102) den Kolben (61) in den Druckraum (25) hinein, wobei die Kolbenstangen (65) die Käfige (71, 72) gegen die Wirkung der Federn (68, 88) nach hinten schieben, um die Reibbacken (53) gegen die Führungsschiene (7) zu pressen.
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Zum Lösen der Vorrichtung wird über die Druckluftleitung (38), vgl. 11, der Druckraum (25) mit Druckluft versorgt, wobei sich der Kolben (61) zurückbewegt, um hierbei den Federspeicher zu laden. Der Rückhub wird durch die Federn (68, 88) unterstützt.
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Bei Textstellen, die die Wortfolge „zumindest annähernd” im Zusammenhang mit einer parallelen oder senkrechten Anordnung von zwei abstrakten Linien oder von zwei konkreten Gegenständen aufweisen, sind Abweichungen von der Parallelen oder Senkrechten von ±3 Winkelgraden zugelassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schlitten
- 2
- Führungslängsrichtung, Schlittenbewegung, Verschieberichtung
- 3
- Klemmrichtung
- 5
- Maschinenbett
- 6
- vertikale Mittenlängsebene
- 7
- Schiene, Führungsschiene
- 8, 9
- Nebenflächen
- 10
- Grundkörper, c-förmig; Gehäuse
- 11
- Gehäusezone, rechts
- 12
- Gehäusezone, links
- 13
- Flanschzone
- 14
- Vorderseite; Stirnfläche, vorn
- 15
- Langloch
- 16
- Querbohrungen
- 17
- Gewindequerbohrungen
- 18
- Gehäusegewindebohrungen, Befestigungsbohrungen
- 19
- Nut
- 20
- Nutwandung, rechts
- 21
- Sacklochbohrung, gestuft
- 22
- Zylinderflächenausnehmung, Zylinder
- 23
- Keilgetriebeausnehmung
- 24
- Gehäusebund
- 25
- Druckraum
- 26
- Führungsbohrung, mehrfach gestuft
- 27
- Abschnitt für (Führungsbuchse)
- 29
- Mittellinie von (21)
- 30
- Gehemmebohrung, Gehemmeausnehmung
- 31
- Dichtsitzbohrung
- 32
- Hauptbohrung
- 33
- Druckstückführungsbohrung
- 34
- Austrittsausnehmung
- 35
- Gehäusebund
- 37
- Sacklochbohrungen, kurz
- 38
- Zuluftanschluss, Zuluftbohrung
- 39
- Mittellinie von (30)
- 40
- Deckel
- 41
- Ringnut, umlaufend
- 42
- Dichtring
- 43
- Querbohrungen
- 44
- Gewindestifte
- 45
- Einstellschraube; Keilgetriebeteil
- 46
- Stirnfläche, innen
- 48
- Kugel
- 50
- Keilgetriebe, Schiebekeilgetriebe
- 51, 52
- Reibgehemme
- 53
- Reibbacken
- 54
- Druckstück, zyl. Kolben; Keilgetriebeteil
- 55
- Keilfläche, Fläche
- 56
- Stirnnut
- 57
- Kolbenstange
- 58
- Reibfläche
- 59
- Rückhubring, elastisch
- 60
- Stellglied, Antrieb
- 61
- Pneumatikkolben, Kolben
- 62
- Ringnut
- 63
- Dichtring
- 64
- Luftverteilnut
- 65
- Kolbenstange
- 66
- Lippendichtring
- 67
- Führungsbuchse
- 68
- Schraubenfeder
- 71, 72
- Käfig; Keilgetriebeteil
- 73, 74
- Seitenflanken, plan
- 75
- Abflachung, vorn
- 76
- Abflachung, hinten
- 77
- Einsenkung, Bohrung
- 81, 82
- Führungsdurchbruch, Rechteckkanal
- 83, 84
- Mittellinien
- 85
- Kanalwandung, vorn
- 86
- Kanalwandung, hinten
- 88
- Rückholfedern, Rückhubfederelement, Schraubendruckfeder
- 91, 92
- Zylinderrollen, Wälzkörper; Keilgetriebeteil
- 93
- Zylinderrollen, Wälzkörper; Keilgetriebeteil
- 95
- Vorrichtungsträger
- 96
- Gewindebohrungen
- 97
- Gleitbohrung
- 98
- Gleitstifte
- 99
- Elastomerkörper
- 100
- Federspeichergehäuse
- 101
- Federführungsbohrungen
- 102
- Stützbolzen
- 103
- Stützbolzenflansch
- 105
- Schraubenfeder, außen
- 106
- Schraubenfeder, innen
- 108
- Schrauben
- a
- Abstand der Mittellinien (83, 84) der Wälzkörper (91, 93) zweier benachbarter Führungsdurchbrüche (81, 82)
- alpha
- Keilwinkel der Druckstückkeilfläche (55)
- n
- Anzahl der Wälzkörper (91, 93) pro Führungsdurchbruch (81, 82)
- r
- Radius der kleineren Wälzkörper (91)
- R
- Radius der größeren Wälzkörper (93)
