Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung umfassend
mindestens eine auf einem Führungsbahnsystem geführte Führungs
wagenbaugruppe und eine Bremseinrichtung zum Abbremsen oder/und
Feststellen der Führungswagenbaugruppe gegenüber dem Führungs
bahnsystem, wobei die Bremseinrichtung mindestens einen Brems
schuh umfaßt, welcher mit der Führungswagenbaugruppe zur ge
meinsamen Bewegung längs des Führungsbahnsystems verbunden ist,
wobei weiter dieser Bremsschuh zum reibenden Eingriff mit einer
in Längsrichtung des Führungsbahnsystems verlaufenden Bremsbahn
bestimmt und eingerichtet ist, wobei weiter der Bremsschuh
durch mindestens ein bremskrafterzeugendes Vorspannmittel in
Richtung auf reibenden Eingriff mit der Bremsbahn vorgespannt
ist, wobei weiter das mindestens eine bremskrafterzeugende
Vorspannmittel mindestens einen mit der Führungswagenbaugruppe
zur gemeinsamen Bewegung längs des Führungsbahnsystems ver
bundenen Kraftspeicher umfaßt, welcher im Betrieb von äußerer
Bremskraftzufuhr unabhängig ist, und wobei weiter der Brems
schuh durch äußere Lüftsignalzufuhr gegen die Wirkung der
Vorspannmittel von der Bremsbahn lüftbar ist.
Bei einer aus dem deutschen Gebrauchsmuster 295 05 080.2 be
kannten, mit Bremseinrichtung ausgerüsteten Linearführungsein
richtung ist ein Bremsschuh durch eine mechanische Federein
richtung in reibende Berührung mit einer Bremsfläche einer
Führungsschiene vorgespannt. Um die Bremskraft des Bremsschuhs
aufzuheben, d. h. um den Führungswagen längs der Führungs
schiene beweglich zu machen, ist vorgesehen, daß durch einen
Steuerkolben der Bremsbacken aus dem reibenden Eingriff mit der
Bremsfläche der Führungsschiene gelüftet wird. Bei dieser
bekannten Vorrichtung wirkt die mechanische Feder unmittelbar
auf den Bremsbacken ein, so daß die mechanische Feder auf eine
Vorspannung gebracht werden muß, welche gleich ist der Andrück
kraft, mit welcher der Bremsbacken zur Erzielung der erwünsch
ten Bremswirkung gegen die Bremsbahn gedrückt werden muß.
Durch das Aufbringen der je nach Bremskraftbedarf häufig sehr
großen Vorspannung auf die mechanische Feder wird der Einbau
der mechanischen Feder in den Führungswagen erschwert. Hinzu
kann kommen, daß durch diese große Vorspannkraft bestimmte
Komponenten innerhalb des Führungswagens einer unerwünscht
großen mechanischen Belastung ausgesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearführungs
einrichtung der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten,
daß die Vorspannkraft der bremskrafterzeugenden Vorspannmittel
reduziert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß der Kraftspeicher über ein im Betrieb von äußerer Fluidzu
fuhr zu der Führungswagenbaugruppe unabhängiges Bremskraft
wandlervolumen auf den Bremsschuh einwirkt, wobei eine auf das
Bremskraftwandlervolumen einwirkende Bremsdruckgeberfläche des
Kraftspeichers kleiner ist als eine dem Bremskraftwandlervolu
men ausgesetzte Bremsdrucknehmerfläche des Bremsschuhs.
Das Bremskraftwandlervolumen kann ein Gas oder eine Flüssigkeit
oder ein elastisches oder plastisches Medium umfassen. Als
Flüssigkeit kommt insbesondere ein hydraulisches Öl in Frage.
Als plastische oder elastische Massen kommen insbesondere
kautschukartige Massen in Frage, die im wesentlichen inkom
pressibel sein sollten.
Als Kraftspeicher kommen mechanische Federn, vorzugsweise
Schraubendruckfedern, oder Tellerfederpakete in Frage. Daneben
können als Kraftspeicher auch sogenannte Gasfedern verwendet
werden, das sind Federn, die ein abgeschlossenes, unter Druck
stehendes Gasvolumen enthalten, wobei dieses Gasvolumen auf
einen Kolben oder eine Membran einwirkt.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Kraft
speicher auf einen die Bremsdruckgeberfläche aufweisenden
Bremsdruckgeberkolben einwirkt, welcher von einem Bremsdruckge
berzylinder aufgenommen ist. Bei dieser Ausführungsform ist
dann durch das Zusammenwirken des Bremsdruckgeberkolbens mit
dem Bremsdruckgeberzylinder gleichzeitig die Abdichtung des
Bremskraftwandlervolumens gegeben, wobei natürlich zwischen dem
Bremsdruckgeberzylinder und dem Bremsdruckgeberkolben Dicht
mittel vorgesehen sind, welche die Relativbewegung zwischen
diesen beiden Teilen nicht oder nur unwesentlich behindern.
Das Lüften des Bremsschuhs kann grundsätzlich durch ein belie
biges, von außen zugeführtes Lüftsignal, beispielsweise auch
durch ein elektrisches Lüftsignal etwa in Verbindung mit einer
elektromagnetischen Lüfteinrichtung, erfolgen. Bevorzugt wird
der Bremsschuh allerdings durch den Lüftdruck einer äußeren
Lüftfluidzufuhr zu der Führungswagenbaugruppe gelüftet, wobei
die Lüftfluidzufuhr durch ein flexibles Schlauchsystem erfolgen
kann, welches von einer stationären Druckfluidquelle zu der
Führungswagenbaugruppe führt und mit entsprechenden Ventil
mitteln ausgestaltet ist, um den Druck des Lüftfluids innerhalb
des Führungswagens zu verändern.
Ist entsprechend einem bereits erwähnten Gesichtspunkt der
Erfindung ein Bremsdruckgeberkolben vorhanden, so ist es denk
bar, das Bremslüftsignal, gleichgültig, ob es ein elektrisches
oder ein fluidisches Bremslüftsignal ist, auf diesen Brems
druckgeberkolben einwirken zu lassen.
Ist an die Zuführung eines fluidischen Bremslüftsignals ge
dacht, so kann dabei der Bremsdruckgeberkolben als ein Stufen
kolben ausgeführt sein, an welchem neben der Bremsdruckgeber
fläche eine Lüftfluideinwirkungsfläche angebracht ist. Diese
Lüftfluideinwirkungsfläche kann dabei grundsätzlich unmittelbar
von dem von außen zugeführten Lüftfluid beaufschlagt sein; dies
ist aber nicht notwendig, wie im folgenden noch dargelegt
werden wird.
Nach einer besonders erwünschten Ausführungsform ist vorgese
hen, daß die äußere Lüftfluidzufuhr auf ein im Betrieb von
äußerer Fluidzufuhr zu der Führungswagenbaugruppe unabhängiges
Lüftdruckwandlervolumen einwirkt und daß dieses Lüftdruckwand
lervolumen mittelbar oder unmittelbar auf den Bremsschuh ein
wirkt. Dann ist es möglich, das Lüftdruckwandlervolumen auf
einen Bremsdruckgeberkolben einwirken zu lassen, welcher die
Bremsdruckgeberfläche aufweist.
Das Lüftdruckwandlervolumen kann von einem Gas, einer Flüssig
keit, z. B. einem hydraulischen Öl, oder wiederum von einem
elastischen oder plastischen Medium gebildet sein, wie es
weiter oben definiert worden ist.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn ein Lüftkraftwandlerelement
einerseits mit einer größeren Angriffsfläche dem Lüftdruck der
äußeren Lüftfluidzufuhr ausgesetzt ist und andererseits mit
einer kleineren Lüftdruckübermittlungsfläche auf das Lüftdruck
wandlervolumen einwirkt. Bei dieser Ausführungsform ist es
möglich, über flexible Schläuche ein äußeres Lüftfluid verhält
nismäßig geringen Drucks zuzuführen, so daß Abdichtungsprobleme
in der Lüftfluidzufuhr reduziert sind. Andererseits kann man
unter Verwendung des Lüftkraftwandlerelements in dem Lüftdruck
wandlervolumen dann vergrößerte Drücke erzeugen, um die Lüft
wirkung herbeizuführen. Dabei kann das Lüftkraftwandlerelement
beispielsweise als ein Lüftkraftwandlerstufenkolben ausgeführt
sein. Dieser kann dann die Dichtetrennung zwischen der äußeren
Lüftfluidzufuhr und dem Lüftdruckwandlervolumen übernehmen,
ggf. unter Verwendung von Dichtungen.
Der Bremsschuh kann von einem Bremskolben oder einem Teil eines
Bremskolbens gebildet sein, welcher die Bremsdrucknehmerfläche
aufweist. Anders ausgedrückt: Der Bremsschuh kann entweder
einstückig mit dem Bremskolben hergestellt sein; es ist aber
auch denkbar, daß der Bremskolben als gesondertes Element
ausgebildet ist, das auf den Bremsschuh einwirkt, indem es etwa
an letzterem kraftübertragend anliegt.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt in der weiteren Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung ist, daß der
Kraftspeicher und die ihm zugehörige Bremsdruckgeberfläche eine
zum Führungsbahnsystem parallele Kraftwirkungsrichtung besit
zen. Durch dieses Merkmal kann eine verhältnismäßig schlanke
Gestaltung der Führungswagenbaugruppe erreicht werden; dies
gilt insbesondere bei U-förmiger Ausbildung der Führungswagen
baugruppe, wo dann mindestens ein Kraftspeicher und eine zu
gehörige Bremsdruckgeberfläche in einem Schenkelbereich der
U-förmigen Führungswagenbaugruppe angeordnet werden können.
Vorteilhaft ist es bei einer solchen Ausführungsform, wenn in
beiden Schenkelbereichen der U-förmig ausgebildeten Führungs
wagenbaugruppe je mindestens ein Kraftspeicher mit zugehöriger
Bremsdruckgeberfläche angeordnet ist. Dies sorgt nicht nur für
eine weitere Erhöhung des Schlankheitsgrads, sondern darüberhi
naus auch für die Erzielung einer Symmetrie, welche hinsicht
lich der Einbaumöglichkeiten eine größere Variationsbreite
erlaubt.
Bei Vorhandensein mehrerer Kraftspeicher können diese grund
sätzlich über je eine zugehörige Bremsdruckgeberfläche auf
jeweils ein zugeordnetes Bremskraftwandlervolumen einwirken. Es
ist aber auch denkbar und kann vorteilhaft sein, wenn bei
Vorhandensein mehrerer Kraftspeicher diese über je eine zu
gehörige Bremsdruckgeberfläche auf ein gemeinsames Bremskraft
wandlervolumen einwirken. Dies gilt insbesondere dann, wenn
entsprechend einem im einzelnen noch zu besprechenden weiteren
Gestaltungsmerkmal eine symmetrische Anordnung der Bremsschuhe
beidseits einer symmetrischen Führungsschiene vorliegt, wobei
Symmetrie hier auf eine Längssymmetrieebene entlang der Achse
der Führungsschiene bezogen ist.
Bei Vorhandensein mehrerer Bremsschuhe ist es von Vorteil, wenn
deren Bremsdrucknehmerflächen von einem gemeinsamen Bremskraft
wandlervolumen beaufschlagt sind. Auch dies gilt wiederum
insbesondere für den Fall, daß die Bremsschuhe symmetrisch
bezüglich einer wie eben definiert gelegten Symmetrieebene
angeordnet sind.
Die Bremsschuhe können, wie schon angedeutet, in paarweise
symmetrischer Anordnung beidseits einer zur Längsrichtung des
Führungsbahnsystems parallelen Mittelebene des Führungsbahnsy
stems und der Führungswagenbaugruppe angeordnet sein. Dies gilt
insbesondere dann, wenn das Führungsbahnsystem von Führungs
bahnen an zwei Seitenflächen einer gemeinsamen Führungsschiene
angeordnet sind.
Es ist vorteilhaft, wenn eine Aufnahmekammer der Führungswagen
baugruppe für die Aufnahme des Kraftspeichers von einer zur
Längsrichtung des Führungsbahnsystems orthogonalen Endfläche
der Führungswagenbaugruppe oder einer Teilbaugruppe der Füh
rungswagenbaugruppe her zugänglich ist. Wenn dieses Merkmal
erfüllt ist, so besteht immer die Möglichkeit, für Wartungs-
oder Justierungsarbeiten oder für ähnliche Zwecke an die Auf
nahmekammer und damit an den Kraftspeicher heranzukommen, da
der sich in Richtung der Führungsbahnen an die Führungswagen
baugruppe anschließende Raum auch bei sonst beengten räumlichen
Verhältnissen wegen der Beweglichkeit der Führungswagenbau
gruppe immer zur Verfügung steht.
Eine den Kraftspeicher aufnehmende Kammer der Führungswagenbau
gruppe kann mit einem in Kraftwirkungsrichtung verstellbaren
Deckel versehen sein. Beispielsweise kann dieser Deckel durch
Gewindemittel verstellbar sein. Der verstellbare Deckel erlaubt
es, die Kraftwirkung des Kraftspeichers einzustellen, insbeson
dere wenn der Kraftspeicher von einer Schraubendruckfeder oder
einem Tellerfederpaket gebildet ist.
Bezüglich der Einbauverhältnisse eines Lüftkraftwandlerelements
ist es vorteilhaft, wenn dieses von einer sich parallel zum
Führungsbahnsystem erstreckenden Begrenzungsfläche der Füh
rungswagenbaugruppe aus zugänglich ist. Da nämlich das Lüft
kraftwandlerelement im Hinblick auf die Kraftwandlerfunktion
mit einer verhältnismäßig großen Querschnittsfläche ausgeführt
werden soll, empfiehlt es sich, das Lüftkraftwandlerelement
länglich in Richtung des Führungsbahnsystems auszubilden.
Die Montage des Lüftkraftwandlerelements innerhalb einer Füh
rungswagenbaugruppe läßt sich, insbesondere dann, wenn die
Führungswagenbaugruppe U-förmig ausgestaltet ist, dadurch
erleichtern, daß das Lüftkraftwandlerelement in einer durch
einen Deckel abgeschlossenen Lüftdruckwandlerkammer der Füh
rungswagenbaugruppe aufgenommen ist, wobei es sich empfiehlt,
bei U-förmiger Gestaltung der Führungswagenbaugruppe diesen
Deckel von der U-Außenseite her zugänglich zu machen.
Bei U-förmiger Ausbildung der Führungswagenbaugruppe ist es
weiterhin vorteilhaft, wenn der bzw. die Bremsbacken in den
jeweiligen Schenkelbereich der Führungswagenbaugruppe von einer
Schenkelinnenfläche her eingesetzt ist.
Die Führungswagenbaugruppe umfaßt üblicherweise einen Wagenkör
per, an welchem die auf dem Führungsbahnsystem laufenden Füh
rungsmittel gelagert sind. An diesem Wagenkörper kann grund
sätzlich auch die Bremseinrichtung angebaut werden.
Alternativ ist es aber auch möglich, daß die Führungsmittel der
Führungswagenbaugruppe und die Bremseinrichtung auf gesonderten
Komponenten der Führungswagenbaugruppe angebracht sind, welche
entweder unmittelbar oder durch Vermittlung einer Brücke mit
einander verbunden sind. Diese Alternative bietet den Vorteil
des Baukastensystems: Es können standardisierte Führungswagen
wahlweise mit oder ohne eine Bremseinrichtung aufnehmende
Komponente zum Einsatz gebracht werden.
Für die Aufhebung der Bremswirkung bzw. Dämpfungswirkung ist es
in vielen Fällen ausreichend, wenn einfach die Bremskraft auf
den Bremsschuh aufhört. Damit ist aber noch nicht notwendiger
weise sichergestellt, daß der Bremsschuh jegliche reibende
Berührung mit der Bremsbahn verliert. Wenn beabsichtigt ist, in
einem Betriebszustand, in dem weder blockiert noch gedämpft
werden soll, die Berührung zwischen dem Bremsschuh und der
zugehörigen Bremsbahn völlig zu unterdrücken, beispielsweise um
im Feinmechanikbereich exakte Positionierungen der Führungs
wagenbaugruppe durch einen schwachen Linearantrieb zu errei
chen, so kann man Vorsorge dafür treffen, daß der Bremsschuh
durch Unterdruck des Bremskraftwandlervolumens von der Brems
bahn abgehoben werden kann.
Es ist grundsätzlich möglich, die Bremsbahn von mindestens
einer Führungsbahn des Führungsbahnsystems zu bilden. Dabei
nimmt man allerdings in Kauf, daß die Führungsbahn durch die
Brems- und Dämpfbelastungen zusätzlich abgenutzt wird. Will man
das verhindern, so wird empfohlen, die Bremsbahn von Führungs
bahnen des Führungsbahnsystems gesondert anzuordnen. Dabei ist
es von Vorteil, die Bremsbahn in ihrer Lage relativ zu den
Führungsbahnen so anzuordnen, daß durch den Angriff des Brems
schuhs an der Bremsbahn keine wesentliche Querkraft an der
Führungswagenbaugruppe erzeugt wird, die zu einer Veränderung
der Belastungsverhältnisse im Eingriffsbereich zwischen dem
Führungswagen und den Führungsbahnen führen könnte.
Wenn neben der Bremsmöglichkeit eine ständige Dämpfung er
wünscht ist, so kann der Dämpfungsschuh als ein Bremsschuh
ausgebildet sein, welcher ständig auch bei Lüftung der Brems-
oder Feststellwirkung mit geringerer, nur der Dämpfung dienen
der Reibung an der Bremsbahn anliegt. Es ist allerdings auch
denkbar, daß man einerseits eine Andrückmöglichkeit des Brems
schuhs mit verhältnismäßig geringer Andrückkraft zum Zwecke der
Dämpfung vorsieht, daß man andererseits aber die Möglichkeit
gibt, auch diese Dämpfkraft zu unterdrücken, etwa durch Unter
druckerzeugung in dem Bremskraftwandlervolumen.
Ausgehend von einer Linearführungseinrichtung der eingangs
bezeichneten Art wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung
vorgeschlagen, daß der Bremsschuh durch einen Lüftdruck einer
äußere Lüftfluidzufuhr zu der Führungswagenbaugruppe lüftbar
ist und daß die äußere Lüftfluidzufuhr auf ein im Betrieb von
äußerer Fluidzufuhr zu der Führungswagenbaugruppe unabhängiges
Lüftdruckwandlervolumen einwirkt und daß dieses Lüftdruckwand
lervolumen mittelbar oder unmittelbar auf den Bremsschuh
einwirkt. Dieser Vorschlag kann auch unabhängig von der Merk
malsgruppe des Bremskraftwandlervolumens verwirklicht werden
und sorgt jedenfalls dafür, daß mit äußerer Fluidzufuhr von
geringem Fluidendruck die Bremse auch dann gelüftet werden
kann, wenn diese mit großer Kraft gegen die Bremsbahn ange
drückt ist.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung, der wiederum
unabhängig ist von der Verwirklichung des Merkmals des Brems
kraftwandlervolumens, liegt darin, daß der Kraftspeicher eine
zum Führungsbahnsystem parallele Kraftwirkungsrichtung besitzt.
Die Verwirklichung dieses Gedankens erlaubt es, die in der
Regel länglichen Kraftspeicher raumsparend innerhalb der Füh
rungswagenbaugruppe unterzubringen und damit eine schlanke
Gestaltung der Führungswagenbaugruppe zu ermöglichen. Von
besonderer Bedeutung ist diese Ausgestaltung allerdings dann,
wenn sie in Kombination mit dem Merkmal des Bremskraftwand
lervolumens angewandt wird, weil dann in der Regel ein verhält
nismäßig großer Hub des Kraftspeichers beim Übergang vom Brems
zustand zum Bremslüftungszustand erforderlich ist und aus
diesem Grunde eine verhältnismäßig große Länge des Kraftspei
chers in Kraftwirkungsrichtung gefordert ist.
Die erfindungsgemäße Linearführungseinrichtung kann für ver
schiedene Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise im Werkzeug
maschinenbau, im Meßgerätebau, im Roboterbau. Die Bremseinrich
tung erweist sich als vorteilhaft, wenn es gilt, durch äußere
Antriebe, z. B. Hydraulikantriebe, rasche Bewegungen der Füh
rungswagenbaugruppe längs einer Führungsbahn durchzuführen und
diese kurzfristig zum Stillstand zu bringen. Die Möglichkeit,
mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Dämpfung herbei zu
führen, erweist sich als vorteilhaft, wenn es gilt, die Beein
flussung präziser Positionen der Führungswagenbaugruppe durch
Schwingungen zu unterdrücken.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung
gegenüber bekannten anderen Linearführungseinrichtungen mit
Bremseinrichtung liegt auch darin, daß die Bremseinrichtung als
"Sicherheitsbremse" ausgestaltet werden kann in dem Sinne, daß
die Bremse stets auf Brems- oder Dämpfungsbetrieb geschaltet
ist, wenn eine äußere Signal- oder Energiezufuhr unterbrochen
wird.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Linearführungseinrichtung in
schematischer Übersicht;
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 eine Endansicht in Pfeilrichtung III der Fig. 1 und
Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 wiederum in
schematischer Darstellungsweise.
In Fig. 1 ist eine Führungsschiene mit 10 bezeichnet. Diese
Führungsschiene 10 weist eine Basisfläche 12, eine Kopffläche
14 und zwei Seitenflächen 16 auf. Die Führungsschiene 10 wird
von Bohrungen 18 durchsetzt und kann mittels diese Bohrungen 18
durchsetzender Bolzen auf einer Grundkonstruktion (nicht darge
stellt) befestigt werden.
Auf der Führungsschiene 10 ist eine Führungswagenbaugruppe 20
längs einer Schienenachse 22 verschiebbar geführt. Die Füh
rungswagenbaugruppe 20 besteht aus einer Läuferbaugruppe 24 und
einer Bremseinrichtungsbaugruppe 26. An der Läuferbaugruppe 24
sind Bohrungen 28 angedeutet. Diese als Gewindebohrungen ausge
bildeten Bohrungen dienen dem Eingriff von Bolzen, mittels
welcher ein Objekt, beispielsweise ein Tisch, auf der Läufer
baugruppe 24 befestigt werden kann.
Die Bremseinrichtungsbaugruppe 26 kann in analoger Weise an dem
Objekt befestigt sein, so daß dann die Bremseinrichtungsbaugruppe 26
mittelbar über das Objekt oder eine Brücke mit der
Läuferbaugruppe 24 verbunden ist. Es ist aber auch denkbar, daß
die Bremseinrichtungsbaugruppe 26 durch Befestigungsschrauben
30 an der Läuferbaugruppe 24 befestigt ist.
In Fig. 2 ist der Grundaufbau der Läuferbaugruppe 24 angedeu
tet. Diese Läuferbaugruppe 24 umfaßt einen Grundkörper 32 und,
wie aus Fig. 1 ersichtlich, Endplatten 34. Die Läuferbaugruppe
24 ist auf der Führungsschiene 10 durch insgesamt vier endlose
Kugelumläufe oder alternativ Rollenumläufe geführt. Die Kugel
umläufe sind mit 36 und 38 bezeichnet. Jeder Kugelumlauf 36, 38
weist eine tragende Laufkugelreihe 36a bzw. 38a und eine rück
laufende Laufkugelreihe 36b bzw. 38b auf. Die tragenden und die
rücklaufenden Laufkugelreihen 36a, 38a bzw. 36b, 38b sind durch
Bogenkugelreihen (nicht eingezeichnet) miteinander verbunden,
welche in den Endplatten 34 geführt sind. Die tragenden Laufku
gelreihen 36a und 38a laufen auf Führungsbahnen 40 und 42 der
Seitenflächen 16. Wegen weiterer Einzelheiten des Aufbaus der
Läuferbaugruppe 24 kann auf die EP-A- 0 211 243 und die korre
spondierende US-A- 4,743,124 verwiesen werden. In diesen beiden
Veröffentlichungen ist neben der Möglichkeit von Kugelumlauf
führungen auch die Möglichkeit von Rollenumlaufführungen darge
stellt und beschrieben; beide Möglichkeiten kommen für die
vorliegende Konstruktion in Frage.
Die Bremseinrichtungsbaugruppe 26 weist, wie aus Fig. 3 und 4
ersichtlich, einen U-förmigen Grundkörper 44 auf, welcher die
Führungsschiene 10 umgreift und mit seinen Schenkeln 46 den
Seitenflächen 16 der Schiene 10 gegenüberliegt.
Im folgenden genügt die Beschreibung einer Symmetriehälfte der
in Fig. 3 und 4 dargestellten Bremseinrichtungsbaugruppe 26, da
diese in bezug auf eine, durch die Achse 22 verlaufende und zur
Zeichenebene der Fig. 4 orthogonalen, Symmetrieebene 48 symme
trisch unterteilt ist. An dem Schenkel 46 des Grundkörpers 44
ist ein Bremsschuhzylinder 50 angebaut, und zwar so, daß er der
Seitenfläche 16 der Führungsschiene 10 gegenüberliegt. In dem
Bremsschuhzylinder 50 ist ein Bremsschuh 52 aufgenommen, wel
cher gegen eine Bremsfläche 54 der Führungsschiene 10 andrück
bar ist. Die Bremsfläche 54 ist, wie aus Fig. 1 zu ersehen,
zwischen den beiden Führungsbahnen 40 und 42 angeordnet. Der
Bremsschuh 52 ist als ein Kolben ausgebildet, welcher dichtend
in dem Bremsschuhzylinder 50 geführt ist. An der Rückseite des
Bremsschuhs 52 befindet sich ein Druckraum 56, der sich über
die gesamte Rückseite des Bremsschuhs 52 erstreckt. In diesem
Druckraum 56 befindet sich ein Bremskraftwandlermedium, welches
durch Doppelstrichschraffur angedeutet ist. Dieses Bremskraft
wandlermedium ist beispielsweise ein hydraulisches Öl. Das
Bremskraftwandlermedium füllt auch einen Leitungsweg 58 und
einen Bremsdruckgeberzylinder 60, der einen Bremsdruckgeberkol
ben 62 aufnimmt. Der Bremsdruckgeberkolben 62 liegt an seinem
in Fig. 4 oberen Ende mit einer Bremsdruckgeberfläche 64 an dem
Bremskraftwandlermedium an. Die von dem Bremskraftwandlermedium
gefüllten Räume 56, 60 und Leitungswege 58 werden zusammen mit
dem Bremskraftwandlermedium insgesamt als Bremskraftwandlervo
lumen bezeichnet. Es liegt beidseits der Symmetrieebene 48 ein
solches Bremskraftwandlervolumen 56, 58, 60 vor. Diese beiden
Bremskraftwandlervolumina 56, 58, 60 hängen über einen Leitungs
weg 66 zusammen.
Der Bremsdruckgeberkolben 62 ist als ein Stufenkolben ausge
bildet, welcher an seiner Unterseite in Fig. 4 durch eine als
Kraftspeicher wirkende Schraubendruckfeder 68 beaufschlagt ist.
Die Schraubendruckfeder 68 steht unter ständiger Vorspannung
zwischen dem Bremsdruckgeberkolben 62 und einem Schraubdeckel
70, welche an dem Ende einer von der Endfläche 74 des Grundkör
pers 44 aus in den Grundkörper 44 eingebohrte Aufnahmekammer 76
abschließt. Durch Verdrehen des Schraubdeckels 70 mit Hilfe von
Werkzeugangriffsflächen 78 kann die Vorspannung der Schrauben
druckfeder 68 aufgebracht und eingestellt werden. Die Aufnahme
kammer 76 ist mit Luft gefüllt und drucklos. Der Bremsdruckge
berkolben 62 ist als ein Stufenkolben ausgebildet und weist
eine Lüftfluideinwirkungsfläche 80 auf. Diese Lüftfluideinwir
kungsfläche 80 begrenzt eine Ringkammer 82. Diese Ringkammer 82
ist von dem Bremsdruckgeberzylinder 60 durch Dichtungsmittel
getrennt und außerdem von der Aufnahmekammer 76 durch Dich
tungsmittel getrennt. Beispielsweise kann in der Ringnut 84
eine Ringdichtung aufgenommen sein.
Die Ringkammer 82 ist mit einem Lüftdruckwandlervolumen ge
füllt, das durch Kreuzschraffur angedeutet ist. Dieses Lüft
druckwandlervolumen ist über eine Leitung 86 mit einer Zylin
derkammer 88 verbunden, die an eine Lüftdruckübermittlungs
fläche 90 eines Lüftkraftwandlerelements 92 angrenzt. Das Lüft
kraftwandlerelement 92 ist als ein Stufenkolben ausgebildet,
der einerseits in der Zylinderkammer 88 und andererseits in
einer durch einen Deckel 93 abgeschlossenen Lüftkraftwandler
kammer 94 der Führungswagenbaugruppe 20 geführt ist. Das Lüft
kraftwandlerelement 92 ist von einer Begrenzungsfläche 95 der
Führungswagenbaugruppe 20, welche Begrenzungsfläche 95 sich
parallel zur Führungsschiene 10 erstreckt, her zugänglich. Das
Lüftkraftwandlerelement 92 weist auf seiner von der Lüftdruck
übermittlungsfläche 90 abgelegenen Seite eine Angriffsfläche 96
auf. Die Angriffsfläche 96 besitzt einen wesentlich größeren
Flächeninhalt als die Lüftdruckübermittlungsfläche 90. Das
Lüftkraftwandlerelement 92 ist aus zwei miteinander verschraub
ten Teilen 92a und 92b zusammengesetzt. Die Angriffsfläche 96
des Lüftkraftwandlerelements 92 ist dem Druck eines von außen
zugeführten Lüftfluids ausgesetzt, welches über eine Ventil
anordnung 100 von einer äußeren Lüftfluidzufuhr 98 kommend an
die Angriffsfläche 96 des Lüftkraftwandlerelements 92 herange
führt ist, und zwar über eine flexible Leitung 102. Die Leitung
102 endet an einer Stirnseite des Deckels 93. Das von außen
zugeführte Lüftfluid durchströmt den Deckel 93 und beaufschlagt
die Angriffsfläche 96. Ein Bohrungssystem 104 stellt Entlüf
tungsbohrungen dar.
Durch die Schraubendruckfeder 68 wird das flüssige Bremskraft
wandlermedium des Bremskraftwandlervolumens 56, 58, 60 unter
Druck gesetzt. Dieser Druck wirkt auf die Bremsdrucknehmer
fläche 57 des Bremsschuhs 52 ein. Da nun die Bremsdruckgeberflächer 64
in ihrem Flächeninhalt wesentlich kleiner ist als die
Bremsdrucknehmerfläche 57, wird der Bremsschuh 52 mit einer
wesentlich größeren Andrückkraft gegen die Bremsfläche 54
angedrückt, im Vergleich zu der von der Schraubendruckfeder 68
auf den Bremsdruckgeberkolben 62 ausgeübten Kraft. Dies bedeu
tet, daß man mit einer verhältnismäßig geringen Vorspannung in
der Schraubendruckfeder 68 eine große Andrückkraft zum Andrüc
ken des Bremsschuhs 52 gegen die Bremsfläche 54 erzeugen kann.
Folglich läßt sich die Schraubendruckfeder 68 und nach ihr der
Deckel 70 leicht in die Aufnahmekammer 76 einbauen. Entspre
chend dem Flächeninhaltsverhältnis zwischen der Bremsdruckge
berfläche 64 und der Bremsdrucknehmerfläche 57 entspricht einem
kleinen Hub zwischen der Bremsstellung und der Lüftstellung des
Bremsschuhs 52 ein relativ großer Hub des Bremsdruckgeberkol
bens 62. Dieser größere Hub des Bremsdruckgeberkolbens 62 läßt
sich aber innerhalb des Schenkels 46 des Grundkörpers 44 leicht
unterbringen, weil die Achse der Schraubendruckfeder 68 und die
Achse des Bremsdruckgeberkolbens 62 in dem Schenkel 46 des
Grundkörpers 44 parallel zur Achse 22 der Linearführungsein
richtung angeordnet ist.
Im Bremsbetrieb ist die Leitung 102 und damit die Angriffs
fläche 96 des Lüftkraftwandlerelements 92 drucklos.
Wenn die Bremseinrichtung gelüftet werden soll, wird unter
Vermittlung der Ventileinrichtung 100 von der stationären
Lüftfluidzufuhr 98 Lüftfluiddruck an die Angriffsfläche 96 des
Lüftkraftwandlerelements 92 gegeben. Durch das Flächeninhalts
verhältnis der Angriffsfläche 96 einerseits und der Lüftdruck
übermittlungsfläche 90 andererseits wird auch bei verhältnis
mäßig geringem Druck der äußeren Lüftfluidzufuhr 98 ein großer
Druck in dem Lüftdruckwandlervolumen (Kreuzschraffur) 82, 86, 88
erzeugt und damit ein ausreichender Druck an der Lüftfluid
einwirkungsfläche 80 des Bremsdruckgeberkolbens 62, um diesen
gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 68 in Fig. 4 nach
unten zurückzudrücken mit der Folge, daß der Druck in dem
Bremskraftwandlerfluid (Doppelstrichschraffur) 56, 58, 60 abge
baut wird und der Bremsschuh 52 nicht mehr gegen die Brems
fläche 54 gedrückt wird. Man erkennt den Vorteil, daß bei einem
verhältnismäßig geringen Druck in den flexiblen Leitungen 102
ein großer Druck zum Lüften des Bremsschuhs 52 in dem kreuz
schraffierten Lüftdruckwandlervolumen 82, 86, 88 erzeugt werden
kann.
Wenn erwünscht, kann der Bremsschuh 52 von der Bremsbahn 54 so
weit gelüftet werden, daß keine reibende Berührung mehr statt
findet. Dies ist dadurch möglich, daß durch die Verschiebung
des Bremsdruckgeberkolbens 62 nach unten in dem Bremsdruckge
berzylinder 60 rückseitig des Bremsdruckgeberkolbens 62 ein
Unterdruck erzeugt wird, welcher den Bremsschuh 52 von der
Bremsfläche 54 abhebt.
Falls erwünscht, kann man auch auf die Rückseite des Brems
schuhs 52 eine Schraubendruckfeder einwirken lassen, welche
dafür sorgt, daß auch nach Abbau des Drucks in dem Bremskraft
wandlervolumen 56, 58, 60 noch eine vorgegebene verminderte
Andrückwirkung auf den Bremsschuh 52 in Richtung auf die Brems
fläche 54 besteht und damit eine Dämpfungswirkung erhalten
bleibt.
Der Bremsschuhzylinder 50 ist in eine Ausnehmung an der Innen
seite des Schenkels 46 eingebaut. Natürlich ist es auch mög
lich, den Bremsschuh 52 unmittelbar in einer Ausnehmung des
Schenkels 46 gleiten zu lassen.
An dem Deckel 70 ist ein Führungsbolzen 71 für die Schrauben
druckfeder 68 angebracht. Der Deckel 70 und der Führungsbolzen
71 können jedoch auch einstückig ausgebildet sein.
Die Lüftfluidzufuhr 98 arbeitet vorzugsweise mit Druckluft.
Die Bedeutung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erkennt man
ohne weiteres daran, daß man am Bremsschuh 52 eine Haltekraft
von bis zu 3.000 Newton erzeugen kann und dies mit verhältnis
mäßig geringer Vorspannkraft an der Schraubendruckfeder 68.
Die symmetrische Anordnung der beiden Bremsschuhe 52 und deren
Einwirkung auf die Bremsflächen 54 sorgt dafür, daß bei Brem
sung keine wesentlichen Reaktionskräfte an den tragenden Lauf
kugelreihen 36a, 38a und den ihnen zugeordneten Führungsbahnen
40, 42 auftreten.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung kann darin
gesehen werden, daß die äußere Fluidzufuhr auf Luftdruckbasis
erfolgen kann, während innerhalb der Führungswagenbaugruppe im
übrigen mit hydraulischen Medien, insbesondere Drucköl, ge
arbeitet werden kann. Diese hydraulischen Medien können vom
Hersteller der Linearführungseinrichtung bereits eingefüllt und
abgeschlossen werden. Der Abnehmer der Linearführungseinrich
tung braucht sich also nicht mit der Füllung der hydraulischen
Medien in dem Führungswagen zu befassen und auch nicht mit
deren Abdichtung. Er braucht lediglich eine Druckluftzuleitung
102 an den Führungswagen anzuschließen.