DE2515566A1 - Bremse fuer einen zylindrischen koerper - Google Patents

Description

• Bremse für einen zylindrischen Körpe#r Die Erfindung betrifft eine Bremse für einen in Richtung seiner Längsachse geradlinig beweglichen zylindrischen Körper, der in mindestens einem eng gepaßten Gleitlager verschieblich gelagert ist.
• Mit steigenden Ansprüchen an die Präzision von Steuerungen kommt es wesentlich darauf an, Bewegungsvorgänge schnell abbremsen zu können. Eine Möglichkeit, einen geradlinig bewegten zylindrischen Körper abzubremsen, besteht darin, auf diesen eine senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung wirkende Kraft auszuüben, durch die der Anpreßdruck auf das den Körper führende Gleitlager erheblich erhöht wird. Diese Kraft wurde bisher beispielsweise durch einen auf die Oberfläche des zylindrischen Körpers einwirkenden Hebel erzeugt, der in Richtung auf die Oberfläche des Körpers verschwenkt wird. Der Hebel beaufschlagt den Körper auf einer Fläche, die höchstens der Breite des Hebels entspricht. üblicherweise ist aber die Andruckfläche kleiner, da der Hebel nur die Kuppe der zylindrischen Wandung beaufschlagt. Auf jeden Fall ist aber eine erhebliche Flächenpressung zwischen dem Hebel und der Oberfläche des zylindrischen Körpers notwendig, um den im Gleitlager notwendigen Anpreßdruck für die Bremsung erzeugen zu können. Aufgrund dieser hohen Flächenpressung entstehen mechanische Beschädigungen an der Oberfläche des Körpers. Außerdem muß damit gerechnet werden, daß der zylindrische Körper sich bleibend verformt. Schließlich kann mit derartigen Hebelbremsen eine auf einen bestimmten Punkt genau festgelegte Abbremsung nicht vorgenommen werden, da durch das Aufbringen der Bremskraft der Körper von dem Bremshebel in die Bewegungsrichtung verschoben wird.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bremse der einleitend genannten Art so zu verbessern, daß der zylindrische Körper genau an einem vorher festgelegten Punkt abgebremst wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Sm unmittelbaren Einflußbereich der von dem Gleitlager ausgehenden Kräfte auf dem Körper ein Exzenter gleitend gelagert ist, der in seiner exzentrischen Lage den Körper in Richtung auf das Gleitlager beaufschlagt.
• Durch die exzentrische Verlagerung des zylindrischen Körpers verkürzen sich bei vergleichbaren Andruckkräften die Verstellwege. Dadurch stehen die benötigten Bremskräfte schnell und kurzfristig zur Verfügung.Die Mantelfläche des zylindrischen Körpers wird großflächig beaufschlagt, so daß die Flächenpressung klein gehalten werden kann. Dadurch vermindert sich die Gefahr von Beschädigungen der Mantelfläche aufgrund der aufgebrachten Bremskräfte. Außerdem hält sich die Verformung des zylindrischen Körpers im Bereich der aufgebrachten Bremskräfte in Grenzen, so daß mit bleibenden Verformungen des zylindrischen Körpers nicht gerechnet zu werden braucht.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Körper beidseits des Exzenters in Gleitlagern verschieblich gelagert. Durch den Angriff der Bremskräfte auf der Mitte zwischen zwei den Körper abstützenden Gleitlagern wird die Gefahr von bleibenden Verformungen des Körpers vermindert und gleichzeitig die wirksame Bremsfläche zum Abbremsen des Körpers vergrößert.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.
• In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Verstellzylinder und Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Verstellzylinder entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1.
• Eine Kolbenstange 1, die von einem in einem Zylinder 2 bewegten Kolben 3 geradlinig in Richtung der Zylinderachse bewegt wird, wird in Gleitlagern 4,5 geführt. Diese Gleitlager sind im Unterteil 6 bzw. einem Deckel 7 eines Gehäuses eingepaßt, in dessen Inneren ein Exzenter 8 drehbar gelagert ist. Die Lagerung des Exzenters kann beispielsweise in Wälzlagern 9 erfolgen, die den Exzenter an den Seitenwänden 10,11 des Gehäuses abstützen.
• Die Kolbenstange 1 wird durch die exzentrische Bohrung 12 des Exzenters 8 geführt. Am Umfang des Exzenters 8 sind Ausnehmungen 13 vorgesehen, die in ballig geformten Angriffspunkten 14 enden. Diese werden von Verstellkräften beaufschlagt, die von Betätigungskolben 15,16 aufgebracht werden können. Diese sind in Druckzylindern 17,18 gleitend ge agert und wirken über Kolbenstange 19,20 auf den Exzenter 8 in den Angriffspunkten 14 ein.
• Über eine Bohrung 21 wird ein zur Bewegung des Kolbens 3 benötigtes Druckmittel in den Zylinder 2 eingegeben. Dieser bewegt- sich unter dem Einfluß des expandierenden Druckmittels aufwärts, so daß die Kolbenstange 1 durch die Gleitlager 4,5 und die Bohrung 12 im Exzenter 8 hindurchgleitet. Sobald die Kolbenstange 1 eine bestimmte vorgegebene Höhe erreicht hat, wird ein Druckventil angesteuert, das den Zufluß von Druckmittel in den Druckzylinder 17 freigibt. Das Druckmittel strömt durch eine Zuströmöffnung 22 in den Druckzylinder 17 ein und schiebt den Betätigungskolben 15 in Richtung auf den Exzenter 8. Dadurch wird dieser in den Wälzlagern 9 gedreht, so daß die exzentrische Bohrung 12 auf einem Kreis um den Mittelpunkt der exzentrischen Scheibe 8 wandert. Die Wandungen der Bohrung 12 beaufschlagen dabei die Oberfläche der Kolbenstange 1 und drücken diese mit großer Kraft in die Gleitlager 4,5. Dadurch wird der Druck auf die Lagerflächen und damit die Reibung im Lager erheblich erhöht, so daß der Schmierfilm abreißt und die Bewegung der Kolbenstange 1 zum Stillstand kommt. Im Hinblick auf die relativ kleinen Hebelarme genügen sehr kleine Bewegungen der Kolbenstange 19, um die für die Bremsung der Kolbenstange 1 notwendigen Kräfte aufzubringen. Da nur relativ kurze Wege von der Kolbenstange 19 zurückzulegen sind, ist auch die Nachlaufzeit der Kolbenstange 1 vom Beginn der Druckmittelzufuhr in den Druckzylinder 17 bis zum Ansprechen der Bremse sehr gering.
• Die Kolbenstange 1 wird von der Bohrung 12 auf einen wesentlichen Teil ihres Umfanges beaufschlagt, so daß hohe Flächenpressungen der Mantelfläche vermieden werden.
• Die Auslenkung des Exzenters 8 wird dadurch zurückgeführt, daß auf den Druckzylinder 18 Druck gegeben wird, während der Druckzylinder 17 belüftet wird. Auf diese Weise wird eine Verstellkraft nunmehr auf den den Angriffspunkt der Kolbenstange 19 gegenüberliegenden Angriffspunkt 14 ausgeübt, so daß der im Gegenuhrzeigersinn verdrehte Exzenter 8 die Kolbenstange 19 in ihre Ausgangslage zurücksch iebt.
• Dem Angriffspunkt 14 gegenüberliegend ist ein Angriffspunkt 23 für eine Stellschraube 24 vorgesehen, die als Anschlag für die Freilauf stellung dient. Wenn der Exzenter 8 mit seinem Angriffspunkt 23 gegen diese Stellschraube gepreßt wird, fluchten die Bohrungen, durch die der zylindrische Körper 1 bewegbar ist, so daß die Bremse lose ist.
• Statt der Kolbenstange 1 kann jeder andere geradlinig in seiner Längsachse geführte Zylinder in der beschriebenen Weise gebremst werden. Dabei können auch Exzenter Verwendung finden, die statt auf Wälzlagern in Gleitlagern gelagert sind. Eine Bremsung über einen zu verstellenden Exzenter 8 kann auch dann vorgenommen werden, wenn die Kolbenstange 1 nur auf einer Seite des Exzenters in einem Gleitlager geführt wird.
• Die Betätigung des Exzenters 8 kann auch durch andere Betätigung£ mechanismen, beispielsweise mechanische oder elektrische Betätigungsmittel, erfolgen. Dabei kommt es entscheidend darauf an, wie schnell die Bremse ansprechen muß und welche Verzögerungen nicht überschritten werden dürfen. Die Rückstellung des Exzenters 8 kann auch mit Hilfe von Federkraft herbeigeführt werden.
• Die Bremse nach der Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, kann als Aktivbremse bezeichnet werden, daß heißt, die Normalstellung ist die Freilaufstellung und lediglich wenn eine Bremsung erwünscht wird, wird der Exzenter betätigt, um für die gewünschte Abbremsung zu sorgen. Es ist aber auch möglich, die Bremse nach der Erfindung als sog. Passivbremse auszubilden, d.h. der Exzenter ist normalerweise in die Bremsstellung vorgespannt und wird nur in die Freilaufstellung verdreht, wenn ein Lösen der Bremse erwünscht wird. Eine derartige Bremse kann als Sicherheitsbremse bezeichnet werden, da die Freilaufstellung nur dann eingestellt wird, wenn eine Betätigung erfolgt. Sollte diese Betätigung aus irgendeinem Grunde nicht erfolgen oder ausfallen, so wird die Bremsstellung automatisch eingenommen. Die Vorspannung in die Bremsstellung kann durch unterschiedliche technische Mittel, beispielsweise durch mechanische Federn, aber auch hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch sowie magnetisch erfolgen.

Claims (7)

Patentan sprUche

1. Bremse für einen in Richtung seiner Längsachse geradlinig bewegten zylindrischen Körper, der in mindestens einem eingepaßten Gleitlager verschieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im unmittelbaren Einflußbereich der von dem Gleitlager (4) ausgehenden Kräfte auf dem Körper ein Exzenter (8) gleitend gelagert ist, der in seiner exzentrischen Lage den Körper in Richtung auf das Gleitlager (4) beaufschlagt.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper beidseits des Exzenters (8) in Gleitlagern (4,5) verschieblich gelagert ist.

3. Bremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (8) als eine von dem Körper exzentrisch durchdrungene Scheibe ausgebildet ist und am Rande der Scheibe die Angriffspunkte (14) für die die exzentrische Auslenkung des Körpers bewirkenden Kräfte vorgesehen sind.

4. Bremse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (8) auf Wälzlagern (9) in einem Gehäuse gelagert ist, in dessen Unterteil (6) das eine und in dessen Deckel (7) das andere Gleitlager (4) für den Körper vorgesehen ist.

5. Bremse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewegung des Exzenters (8) ein mit einem Druckmittel beaufschlagter Betätigungskolben (15,16) vorgesehen ist, dessen Kolbenstange (19,20) eine am Exzenteruufang vorgesehene Druckfläche beaufschlagt.

6. Bremse nach anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein verstellbarer Anschlag (Stellschraube 24) zur Festlegung der Freilaufstellung des Exzenters (8) vorgesehen ist.

7. Bremse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (8) in die Bremstellung vorgespannt und zum Lösen (Breilaufstellung) betätigbar ist.