DE3319042A1 - Brems- oder/und klemmeinrichtung - Google Patents

Brems- oder/und klemmeinrichtung

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DE3319042A1
DE3319042A1 DE19833319042 DE3319042A DE3319042A1 DE 3319042 A1 DE3319042 A1 DE 3319042A1 DE 19833319042 DE19833319042 DE 19833319042 DE 3319042 A DE3319042 A DE 3319042A DE 3319042 A1 DE3319042 A1 DE 3319042A1
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Helmut 3004 Isernhagen Göttling
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Aventics GmbH
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Wabco Westinghouse Steuerungstechnik & Co 3000 Hannover GmbH
Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
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    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
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    • F16D25/065—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutching members having a movement which has at least a radial component

Description

Hannover, 24.05.1983 WP 18/83 K/Tö
WABCO Westinghouse
Steuerungstechnik GmbH & Co.
Brems- oder/und Klemmeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Brems- oder/und Klemmeinrichtung für einen axial bewegbaren oder/und drehbaren zylindrischen Körper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Brems- oder/und Klemmeinrichtung kann z.B. in einem druckmittelbetätigten Arbeitszylinder zum Arretieren der mit einem Arbeitskolben verbundenen Kolbenstange verwendet werden. Ein mit einer solchen Einrichtung versehener Arbeitszylinder ist unter anderem einsetzbar als Fenster- und Lüftungsklappenbetätigung.
Die Klemmeinrichtung kann aus einer die Kolbenstange umschließenden ersten Hülse und einer koaxial zur ersten
Hülse angeordneten zweiten Hülse bestehen, wobei in der ersten Hülse radial angeordnete Ausnehmungen .zur Aufnahme von Klemmelementen vorgesehen sind. Auf den Seiten der Klemmelemente, welche der zweiten Hülse zugewandt sind, können Lagerstellen zur Aufnahme von Wälzkörpern angeordnet sein, welche an einer an der zweiten Hülse angeordneten, schräg zur Längsachse der Kolbenstange verlaufenden Laufbahn anliegen.
Bei einer Verschiebebewegung der zweiten Hülse relativ zur ersten Hülse werden die Klemmelemente je nach Bewegungsrichtung der zweiten Hülse, gegen die Kolbenstange gedrückt, so daß die Kolbenstange arretiert wird (Gerät 521 056 640 2 "Arretierung", Firma WABCO Westinghouse Steuerungstechnik GmbH & Co.).
Von Nachteil ist bei einer derart ausgebildeten Klemmeinrichtung, daß mehrere relativ zueinander bewegbare Teile erforderlich sind, die sehr genau gefertigt werden müssen, um auch unter extremen Bedingungen eine gute Funktion zu gewährleisten. Bedingt durch die Reibung zwischen den einzelnen Teilen (Bremselement und Führung für das Bremselement; Wälzkörper und Wälzkörperlagerung im Bremselement) können Verschleißerscheinungen auftreten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Brems- oder/und Klemmeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfach im Aufbau ist und nur wenige relativ zueinander bewegbare Bauteile aufweist.
Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, durch die Anordnung von Schlitzen im freien Endbereich des die Stange aufnehmenden zylindrischen Elementes Klemmelemente zu erhalten, die keiner besonderen Lagerung bedürfen. Die Reibung zwischen den einzelnen Bauteilen wird auf die rollende Reibung zwischen den Laufflächen der Klemmelemente und den Wälzkörpern sowie die rollende Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Laufflächen des Betätigungsgliedes beschränkt.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert.
Die Abbildung zeigt eine Brems- oder/und Klemmeinrichtung für die Kolbenstange eines Arbeitszylinders, wobei die Klemmeinrichtung im wesentlichen aus zwei koaxial zueinander angeordneten Hülsen besteht. Die innenliegende Hülse ist in ihrem freien Endbereich geschlitzt und weist auf ihrer der außenliegenden Hülse zugewandten Seite schräg zu ihrer Längsachse verlaufende Laufbahnen für Wälzkörper auf.
Im Deckel 1 des Arbeitszylinders 13 ist eine zylin-• drische Ausnehmung 32 vorgesehen, in welcher zentrisch ein als erste Hülse 7 ausgebildetes zylindrisches Element zur Aufnahme und Führung des als Kolbenstange 16 dienenden zylindrischen Körpers angeordnet ist. Mittels Schrauben 15, 17 ist die Hülse 7 an einer Wand 18 befestigt. Die als Träger für Klemmelemente 26, 28, 30, 2 dienende erste Hülse 7 weist in ihrem freien Endbereich in Richtung ihrer Längsachse verlaufende Schlitze 27, 29, 31 auf.
Die durch die Schlitze 27, 29, 31 gebildeten, als Klemmelemente 26, 28, 30, 2 dienenden Abschnitte der Hülse 7 weisen auf ihrer Mantelfläche schräg zur Längsachse der Kolbenstange 16 verlaufende Laufflächen 22, 33 für Wälzkörper 4, 21 auf.
Koaxial zur ersten Hülse 7 ist ein als Betätigungseinrichtung dienender Ringkolben 8 mittels eines ersten Dichtringes 9 in der Ausnehmung 32 und mittels eines zweiten Dichtringes 10 auf der Hülse 7 abgedichtet verschiebbar angeordnet. Der Ringkolben 8 weist einen als Betätigungsglied dienenden umlaufenden Vorsprung auf, welcher sich parallel zur Längsachse der Kolbenstange 16 erstreckt und eine zweite Hülse 3 bildet. Der so gebildete konische Ringspalt 34 zwischen der ersten Hülse 7 und der zweiten Hülse 3 dient zur Aufnahme der kugelförmigen Wälzkörper 21, 4, welche an den Laufflächen 22, 33 der Klemmelemente 26, 28, 30, 2 und an der Innenwand der zweiten Hülse 3 anliegen. Mittels eines Ringelementes 5 und einer Druckfeder 20, welche sich am Ringkolben 8 abstützt und das Ringelement 5 gegen die Wälzkörper 21, 4 drückt, werden die Wälzkörper 21, 4 unter leichter Vorspannung an den Laufflächen der Klemmelemente 26, 28, 30, 2 und des als zweite Hülse 3 ausgebildeten Betätigungsgliedes gehalten.
Der Ringkolben 8 begrenzt mit seiner dem hülsenförmigen Fortsatz 3 abgewandten Seite eine Druckmittelkammer 11, die über einen Druckmittelanschluß 12 und eine nicht dargestellte Ventileinrichtung mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist. Die dem hülsenförmigen Fortsatz 3 zugewandte Seite des Ringkolbens 8 wird von einer Druckfeder 19, welche sich an einem mit einem Durchlaß 25 für die Kolbenstange 16 versehenen Boden 23 abstützt,
331904:
in Richtung auf die Druckmittelkammer 11 zu beaufschlagt. Der Boden 23 wird mittels eines Sicherungsringes 24 gegen Herausgleiten aus der Ausnehmung 3d gesichert.
Die erste Hülse 7 weist auf ihrer dem Ringkolben 8 zugewandten Seite eine Hinterschneidung 6 auf, in welche bei Zusammendrücken der die Wälzkörper 21, 4 belastenden Druckfeder 20 bei der Demontage der Klemmeinrichtung die Wälzkörper 21, 4 hingleiten können.
Die Funktion der im vorstehenden beschriebenen Bremsoder/und Klemmeinrichtung wird nachstehend näher erläutert .
Es wird angenommen, daß die Kolbenstange 16 vom Arbeitskolben nach rechts aus dem Zylinder ausgefahren wird. Während dieses Vorganges befindet sich die Klemmeinrichtung in der Lösestellung.
Soll der Arbeitskolben und somit auch die Kolbenstange 16 in einer gewünschten Position arretiert werden, so wird über den Druckmittelanschluß 12 Druckmittel in die vom Ringkolben 8 begrenzte Druckmittelkammer 11 eingesteuert. Der sich in der Druckmittelkammer 11 aufbauende Druck verschiebt den Ringkolben 8 und somit auch die als Betätigungsglied dienende Hülse 3 entgegen der Kraft der Druckfeder 19 nach links in Richtung auf den Boden 23 zu.
Aufgrund des Reibschlusses zwischen der Wandung der Hülse 3 und den kugelförmigen Wälzkörpern 21, 4 sowie den Wälzkörpern 21, 4 und den auf den Klemmelementen 26, 28, 30, 2 angeordneten schrägen Laufflächen 22, 33 werden die Wälzkörper 4, 21 nach links in Richtung auf das freie Ende der als Träger für die Klemmelemente 26, 28, 30, 2 dienenden Hülse 7 zu bewegt.
Da sich der Ringspalt 34 zwischen den beiden Hülsen 3, 7 in Richtung auf die freien Enden der beiden Hülsen 3, 7 zu verjüngt, werden die Klemmelemente 26, 28, 30, 2 mittels der Wälzkörper 21, 4 gegen die Kolbenstange 16 gedrückt und die Kolbenstange 16 wird arre tiert.
Soll die Arretierung der Kolbenstange 16 wieder aufgehoben werden, so wird die vom Ringkolben 8 begrenzte Druckmittelkammer 11 entlüftet. Die Druckfeder 19 verschiebt den Ringkolben 8 und somit auch die Hülse 3 nach rechts. Die Wälzkörper 21, 4 rollen auf den schrägen Lauffflachen 22, 33 der Klemmelemente 26, 28, 30,2 sowie auf der Lauffläche der Hülse 3 nach rechts ab und die Klemmelemente 26, 28, 30, 2 lösen sich von der Kolbenstange 16.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die schrägen Laufflächen für die Wälzkörper an der Innenwand der zweiten Hülse 3 anzuordnen und die erste Hülse 7 zylindrisch auszubilden.
Um bei einer solchen Ausführungsform ein Herausrollen der Wälzkörper aus dem konischen Ringspalt zu verhin dern, kann an dem freien Ende wenigstens einer der bei- den Hülsen ein Anschlag vorgesehen werden.
Die den Ringkolben beaufschlagende Rückstellfeder kann auch ::io angeordnet werden, daß uie Brems- oder/und Klemm einrichtung von der Feder in. der Sperrs teilung gehalten wird und durch das "den Ringkolben bc-auf.schlagendf" Druckmittel in die Lösentei lung bringbar· iot..
Eg i;vt auch denkbar, anstelle einer Feder eine zweite vom Kingkclben begrenzte Druckmi t telkarnrner vorzusehen.
so daß der die als Betätigungsglied dienende Hülse tragende Ringkolben vom Druckmittel sowohl in die Sperrstellung als auch in die Lösestellung bringbar ist.
Versieht man die zweite Hülse mit Längsschlitzen und ordnet sie so in einem Zylinder an, daß ihre von den Längsschlitzen begrenzten Abschnitte an der Zylinderinnenwand zur Anlage bringbar sind, so können die als Klemmelemente dienenden Abschnitte von einem in der zweiten Hülse geführten zylindrischen Element, z.B. einem Kolben, über eine schräge Lauffläche und mit dieser zusammenwirkenden Wälzkörpern gegen die Zylinderinnenwand gedrückt werden.
Diese Ausführungsform eignet sich besonders für kolbenstangenlose Arbeitszylinder, bei welchen der Arbeitskolben zwecks Positionieren ! in vorbestimmbaren Stellungen festsetzbar sein soll.
AH
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Claims (13)

  1. 331904
    Patentansprüche
    —^
    Iy Brems- oder/und Klemmeinrichtung für einen axial bewegbaren oder/und drehbaren zylindrischen Kör-. per mit folgenden Merkmalen:
    a) es sind Klemmelemente vorgesehen, die im wesentlichen radial zum zylindrischen Körper bewegbar sind;
    b) die Klemmelemente sind an einem Träger angeordnet, welcher koaxial zum zylindrischen Körper angeordnet ist;
    c) es ist ein Betätigungsglied vorgesehen, welches koaxial zum zylindrischen Körper angeordnet und relativ zum zylindrischen Körper in Richtung dessen Längsachse verschiebbar ist;
    d) es sind Wälzkörper vorgesehen, welche zwischen den Klemmelementen und dem Betätigungsglied angeordnet sind;
    e) die Wälzkörper liegen an einer schräg zur Längsachse des zylindrischen Körpers verlaufenden und so angeordneten Lauffläche an, daß bei einer Bewegung des Betätigungsgliedes in Richtung der Längsachse des zylindrischen Körpers die Wälzkörper die Klemmelemente auf den zylindrischen Körper zu bewegen;
    f) es ist eine Betätigungseinrichtung zur Bewegung des Betätigungsgliedes in Längsrichtung des zylindrischen Körpers vorgesehen,
    dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Klemmelemente (26,28,30,2) als auch das Betätigungsglied (3) Laufflächen (22,33) für die bei einer Verschiebebewegung des Betätigungsgliedes im wesentlichen in Richtung der Längsachse abrollenden Wälzkörper (4,21) aufweisen.
  2. 2. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 10
    a) der Träger für die Klemmelemente (26,28,30,2) besteht aus einem zylindrischen Element (7), welches Schlitze (27,29,31) aufweist;
    b) die Klemmelemente (26,28,30,2) werden von Abschnitten des zylindrischen Elementes (7) gebildet, die durch die Schlitze (27,29,31) begrenzt sind.
  3. 3. Brems-oder/und Klemmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied als Hülse (3) ausgebildet ist.
  4. 4. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (7) als Hülse ausgebildet ist.
  5. 5. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach den Ansprüchen und 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    a) in der die Klemmelemente (26,28,30,2) und den Träger für die Klemmelemente (26,28,30,2) bildenden Hülse (7) ist wenigstens ein Teil des zylindrischen Körpers (16J axial bewegbar oder/und drehbar gelagert;
    3 331904
    -veto auf der die Klemmelemente (26,28,30,2) und den Träger bildenden Hülse (7) ist die als Betätigungsglied dienende Hülse (3) axial verschiebbar angeordnet;
    5
    c) eine der beiden Hülsen weist wenigstens eine schräg zur Längsachse des zylindrischen Körpers (16) verlaufende erste Lauffläche (22,33) auf, und die jeweils andere Hülse weist wenigstens eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des zylindrischen Körpers (16) verlaufende zweite Lauffläche auf;
    d) die Lauffläche (22,33) der einen Hülse und die Lauffläche der anderen Hülse sind einander zugewandt ;
    e) von der Lauffläche der einen Hülse und der Lauffläche der anderen Hülse wird ein konischer Ringspalt (34) begrenzt, in welchem die Wälzkörper angeordnet sind.
  6. 6. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    a) der zylindrische Körper ist als Zylinder ausgebildet;
    b) der mit den Klemmelementen versehene Träger und das Betätigungsglied sind koaxial zueinander angeordnet;
    * W W ι» tr w w
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    c) der mit den Klemmelementen versehene Träger und das Betätigungsglied sind im Zylinder angeordnet;
    d) der mit den Klemmelementen versehene Träger ist derart im Zylinder angeordnet, daß bei einer Bewegung des Betätigungsgliedes in Richtung der Längsachse des Zylinders die der schrägen Lauffläche abgewandte Seite der Klemmelemente mittels der Wälzkörper gegen die Innenwand des Zylinders bzw. gegen einen an der Innenwand des Zylinders angeordneten Belag angedrückt werden.
  7. 7. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach wenistens
    einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    a) die Betätigungseinrichtung besteht aus einem Ringkolben (8) welcher auf dem die Klemmelemente aufweisenden Träger (7) verschiebbar angeordnet ist;
    b) der Ringkolben (8) weist einen sich in Richtung auf den freien Endbereich der Klemmelemente (26, 28,30,2) zu erstreckenden hülsenförmigen Fortsatz (3) auf, welcher das Betätigungsglied bildet.
  8. 8. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    a) die Betätigungseinrichtung besteht aus einem Kolben, welcher in dem die Klemmelemente aufweisenden Träger in Richtung dessen Längsachse
    331904:
    abgedichtet verschiebbar angeordnet;
    b) der Kolben ist mit dem Betätigungsglied verbunden .
  9. 9. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied mittels der Betätigungseinrichtung gegen eine Rückstellkraft in Sperrichtung betätigbar ist.
  10. 10. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet » daß das Betätigungsglied mittels der Betätigungseinrichtung gegen eine Rückstellkraft in Löserichtung betätigbar ist.
  11. 11. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß als Rückstellkraft eine Feder (19) vorgesehen ist.
  12. 12. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Federelement (20) vorgesehen ist, welches die Wälzkörper4 (4,21) beaufschlagt, derart, daß die Wälzkörper (4,21) in jeder Stellung der Brems- oder/und Klemmeinrichtung an den Laufflächen der Klemmelemente und der Lauffläche des Betätigungsgliedes anliegen.
  13. 13. Brems- oder/und Klemmeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Betätigungseinrichtung
    -bedienende Kolben in Richtung auf die Sperrstellung und in Richtung auf die Lösestellung der Bremsoder/und Klemmeinrichtung vom Druckmittel aus einer Druckmittelquelle betätigbar ist.
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