DE3446967C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abbremsung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 20 32 608 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Abbremsung bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein rotierend bewegtes Element mit Hilfe von Bremselementen abgebremst, die mittels Strömungsmitteldruck radial nach außen gegen ein entsprechendes Gegenelement angepreßt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Abbremsung zu schaffen, mit der eine besonders genaue Positionierung des bewegten Elementes ohne das Auftreten von Vibrationen erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß diesen Merkmalen ist zwischen dem Bremselement und dem Gegenelement ein Strömungsmittelkissen aufgebaut. Des weiteren wird das Bremselement mit Hilfe eines weiteren Elementes gegen das Gegenelement gepreßt. Wenn nunmehr ein Abbremsvorgang durchgeführt werden soll, wird der Druck des zum Aufbau des Strömungsmittelkissens zugeführten Strömungsmittels abgesenkt, so daß das Bremselement stärker gegen das Gegenelement gepreßt wird und damit die entsprechende Reibung zwischen den beiden Elementen ansteigt. Letzteres führt dann zum Abbremsen des bewegten Elementes. In umgekehrter Weise kann durch Erhöhung des Strömungsmitteldruckes ein Strömungsmittelkissen wieder aufgebaut werden, so daß das Bremselement und das Gegenelement mit einer relativ geringen Reibung aneinander gleiten können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 definiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von drei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 1B einen Teilschnitt, der einen einen Widerstand erzeugenden Abschnitt der in Fig. 1A dargestellten Vorrichtung zeigt;

Fig. 1C einen seitlichen Teilschnitt durch den in Fig. 1B gezeigten Widerstandserzeugungsabschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung; und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung.

Anhand der Fig. 1A-1C wird eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Abbremsung beschrieben, die bei einer Linearpositionsierungs- oder Schrittbewegungsvorrichtung Anwendung findet. Die Vorrichtung umfaßt ein bewegtes Element in Form eines Gleitelements 1, das durch einen hydrostatischen Linearbewegungs-Führungsmechanismus gleitend gelagert ist. Wie Fig. 1A zeigt, besitzt das Gleitelement 1 herabhängende Ohrelemente 1a und 1b, die jeweils mit einer Führungsschiene 12a und 12b in Eingriff stehen, welche stummelförmig an einem Stator 11 ausgebildet sind und sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Figur erstrecken. Strömungsmittelkissen 13a-13f sind zwischen den Führungsschienen 12a, 12b, dem Gleitelement 1 und den herabhängenden Ohrelementen 1a, 1b ausgebildet, wie in Fig. 1A gezeigt, so daß auf diese Weise der hydrostatische Führungsmechanismus ausgebildet wird. Der Stator 11 lagert daher mittels des hydrostatischen Führungsmechanismus und der Führungsschienen 12a und 12b das Gleitelement 1. Ein Bremselement in Form einer Gleitplatte 2 erstreckt sich in der Richtung senkrecht zur Ebene der Fig. 1A und ist an einem Zwischenabschnitt der Unterseite des Gleitelementes 1 angeordnet. Elastische Elemente in Form von Blattfedern 3a und 3b sind vorgesehen, um die Gleitplatte 2 mit dem Gleitelement 1 zu verbinden, und können beliebige Kräfte in seitlichen Richtungen, bezogen auf die Darstellung der Fig. 1A absorbieren. Die Gleitplatte 2 besitzt eine, mittig abwärts vorstehende Verlängerung 2A, so daß sie einen T-förmigen Querschnitt aufweist.

Die Vorrichtung umfaßt zwei Sätze von Mechanismen zur Erzeugung eines Gleitwiderstandes, von denen aus Einfachheitsgründen nachfolgend nur einer beschrieben wird.

An der linken Seite der Verlängerung 2A ist ein Gegenelement in Form eines Bürstenelements 4 vorgesehen, das sich in der gleichen Richtung wie die Gleitplatte 2 erstreckt und eine Länge besitzt, die etwa einem Fünftel der Länge der Gleitplatte 2 entspricht. Das Bürstenelement 4 ist mit einer oder mehreren kleinen Bohrungen zur Abgabe von Druckmitteln, beispielsweise Luft, Öl oder Ölnebeln, die ein Gemisch aus Öl und Luft umfassen, versehen. In der in Fig. 1A gezeigten Position steht das Bürstenelement 4 mit der linken Seite der Verlängerung 2a der Gleitplatte 2 in Kontakt.

An der rechten Seite der Verlängerung 2a ist ein U-förmiges Führungselement 6 vorgesehen, das in einem geringen Abstand von der Verlängerung 2a angeordnet ist. Eine Rolle 5 ist im U-förmigen Führungselement 6 vorgesehen und mit diesem über eine Welle und Lager, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, verbunden, so daß die Rolle 5 zur Ausführung einer glatten Rotationsbewegung vom U-förmigen Führungselement 6 gelagert wird. Die Rolle 5 steht in Kontakt mit der rechten Seite der Verlängerung 2a der Gleitplatte 2. Ein pressendes Element in Form einer einen Druck ausübenden Schraubenfeder 7 ist an der Außenfläche des U-förmigen Führungselementes 6 an dessen rechter Seite in Fig. 1A befestigt. Die Schraubenfeder 7 kann über das U-förmige Führungselement 6 und die Rolle 5 die Verlängerung 2a der Gleitplatte 2 gegen das Bürstenelement 4 drücken, so daß die Verlängerung 2a auf diese Weise mit dem Bürstenelement 4 in Kontakt gebracht wird. das Bürstenelement 4 die Verlängerung 2a der Gleitplatte 2, die Rolle 5, das U-förmige Führungselement 6 und die Feder 7 sind in einem Gehäuse 9 untergebracht. Das Gehäuse 9 bestimmt die Parallelität zwischen der Bewegungsrichtung des Gleitelementes 1 und der Anschlagfläche des Bürstenelementes 4. Das Gehäuse 9 ist am Stator 11 befestigt. Eine Stellschraube 8 ist am Gehäuse 9 montiert und dient zur Einstellung der Druckkraft der Feder 7.

Das Bürstenelement 4 kann aus einem festen Gleitmaterial (beispielsweise Teflon, Graphit etc.), einem metallischen Lagermaterial (Gußzinnbronze, Phosphorbronze etc.), einem Aluminiumoxid-Keramikmaterial o. ä. bestehen. Wenn ein poröses Material verwendet wird, können die vorstehend erwähnten Bohrungen zur Abgabe des Druckmittels bzw. Hydraulikmittels entfallen.

Eine schematisch dargestellte Druckmittelregulierschaltung zur Versorgung des Bürstenelementes 4 mit einem Druckmittel, wie beispielsweise Wasser, Öl oder Luft, ist mit der Bezugsziffer 10 versehen. Das von der Regulierschaltung 10 zugeführte Druckmittel wird von den Austrittsöffnungen der Bohrungen an der Oberfläche des Bürstenelementes 4 abgegeben, die gegen die Verlängerung 2a der Gleitplatte 2 stößt. Wenn der Abgabedruck des Druckmittels hoch ist, weist das Bürstenelement 4 einen Abstand gegenüber der Verlängerung 2a der Gleitplatte 2 auf. Wenn der Abgabedruck jedoch niedrig ist, tritt das Bürstenelement 4 im wesentlichen mit der Verlängerung 2a der Gleitplatte 2 in Kontakt. Somit kann durch Änderung des Abgabedrucks des Druckmittels der zwischen den Oberflächen der Gleitplatte 2 und dem Bürstenelement 4 erzeugte Druck und somit der gegen das Gleitelement 1 ausgeübte Gleitwiderstand entsprechend geändert werden.

Im Betrieb bewegt sich das Gleitelement 1 senkrecht zur Ebene der Fig. 1A. Die durch die Blattfedern 3a und 3b gelagerte Gleitplatte 2 wird in der gleichen Richtung wie die Vorschubrichtung des Gleitelementes 1 bewegt, ohne daß sie die Linearität des Vorschubes des Gleitelementes 1 beeinflußt. Wenn das Gleitelement 1 gestoppt werden soll, wird der Abgabedruck vom Bürstenelement 4 reduziert, so daß die Verlängerung 2a der Gleitplatte 2 durch die Rolle 5 gegen das Bürstenelement 4 gedrückt wird. Daher tritt zwischen dem Bürstenelement 4 und dem vorrückenden Gleitelement 1 ein Gleitwiderstand auf, der in bezug auf die Vorschubkraft des Gleitelementes 1 als Dämpfungskraft wirkt.

Auf diese Weise wird der auf das Bürstenelement 4 aufzubringende Strömungsmitteldruck während der Vorschubbewegung des Gleitelementes 1 erhöht und erniedrigt, wenn das Gleitelement 1 sich der Halteposition nähert. Dadurch wird eine genaue Positionierung des Gleitelementes 1 sichergestellt, ohne daß irgendwelche Vibrationen erzeugt werden.

Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Abbremsung wird nunmehr in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform findet die Vorrichtung bei einer Präzisionsrotationspositionier- oder Schrittbewegungsvorrichtung Anwendung. Die Vorrichtung umfaßt einen Rotor 21, der durch einen drehbaren hydrostatischen Führungsmechanismus gelagert wird. Eine ringförmige Gleitplatte 2 ist über eine Blattfeder 3 mit dem unteren Endabschnitt 21a des Rotors 21 verbunden.

Die Vorrichtung umfaßt zwei Sätze von Mechanismen zur Erzeugung eines Gleitwiderstandes, die symmetrisch in bezug auf den Rotationsmittelpunkt des Rotors 21 angeordnet sind.

An der unteren Fläche steht die Gleitfläche 2a, 2b jeweils mit Bürstenelementen 4a und 4b in Kontakt. Jedes Bürstenelement 4a und 4b ist mit einer oder mehreren Bohrungen zur Abgabe eines Druckmittels, beispielsweise Wasser, Öl, Luft etc., versehen. Über der Oberfläche der Gleitplatte 2 und U-förmige Führungselemente 6a und 6b befinden sich Rollen 5a und 5b, die mit Hilfe von nicht gezeigten Wellen und Lagern mit den entsprechenden U-förmigen Führungselementen 6a und 6b verbunden sind, so daß die Rollen 5a und 5b entlang der Oberfläche 2a, 2b der Gleitplatte 2 drehbar sind. Einen Druck ausübende Schraubenfedern 7a und 7b sind auf den Oberflächen der U-förmigen Führungselemente 6a und 6b montiert und drücken die Gleitplatte 2 in Richtung auf die Bürstenelemente 4a und 4b. Gehäuse 9a und 9b dienen zur Unterbringung der Bürstenelemente 4a, 4b und der U-förmigen Führungselemente 6a und 6b und der Federn 7a und 7b. Jedes Gehäuse 9a und 9b bestimmt die Parallelität zwischen der Rotationsfläche des Rotors 21 und der Anschlagsfläche des Bürstenelementes 4a oder 4b. An der oberen und unteren Fläche der Gehäuse 9a und 9b sind Stellschrauben 8a und 8b angeordnet, die zur Einstellung der Kräfte dienen, mit denen die Gleitplatte 2 gegen die Bürstenelemente 4a und 4b gedrückt wird. Mit 10 ist eine schematisch dargestellte Druckregulierschaltung bezeichnet, die jedes Bürstenelement 4a und 4b mit einem Druckmittel, beispielsweise Luft, Wasser, Öl etc., versorgt. Der vorstehend beschriebene Aufbau der Ausführungsform der Fig. 2 entspricht im wesentlichen dem der zuerst erwähnten Ausführungsform, lediglich die Linearbewegung des Gleitelementes 1 ist durch eine Rotationsbewegung des Rotors 21 ersetzt.

Eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur Abbremsung wird nunmehr in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Diese Ausführungsform stellt eine Modifikation der in Verbindung mit den Fig. 1A-1C beschriebenen ersten Ausführungsform dar. Die Rolle 5 und das U-förmige Führungselement 6 der Ausführungsform der Fig. 1A-1C sind hierbei durch ein zusätzliches Bürstenelement 4′ ersetzt. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 besitzt eine Gleitplatte 2 eine abwärts vorstehende Verlängerung 2′, deren beide Seiten in Kontakt mit zwei Bürstenelementen 4 und 4′ stehen. Jedes Bürstenelement 4 und 4′ ist ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit einer oder einer Vielzahl von Bohrungen zur Abgabe eines Druckmittels versehen. Diese Bohrungen sind an eine Druckregulierschaltung 10 zur Zuführung von Strömungsmittel zu jedem Bürstenelement 4 und 4′ angeschlossen. Wenn die Bürstenmaterialien 4 und 4′ aus porösen Materialien bestehen, muß es nicht erforderlich sein, zusätzlich die vorstehend erwähnten Strömungsmittelabgabebohrungen vorzusehen. Eine einen Druck ausübende Schraubenfeder 7 ist an der rechten Seite des rechten Bürstenelementes 4′ montiert. Mit 9 ist ein Gehäuse zur Unterbringung der Verlängerung 2′ der Gleitplatte 2, der Bürstenelemente 4 und 4′ und der Feder 7 bezeichnet. Eine Stellschraube 8 ist rechts an der äußeren Wand des Gehäuses 9 montiert und dient zur Einstellung der von der Feder 7 ausgeübten Druckkraft.

Im Betrieb wird das von der Druckregulierschaltung 10 zugeführte Druckmittel von den in den Bürstenelementen 4 und 4′ ausgebildeten Bohrungen abgegeben. Wenn der Abgabedruck hoch ist, sind die Bürstenelemente 4 und 4′ im Abstand von der Verlängerung 2′ der Gleitplatte 2 angeordnet, so daß der Gleitwiderstand sehr gering wird. Wenn jedoch der Abgabedruck niedrig ist, stehen die beiden Bürstenelemente 4 und 4′ mit der Verlängerung 2′ der Gleitplatte 2 in Kontakt, so daß der Gleitwiderstand groß wird. Auf diese Weise kann der Gleitwiderstand gesteuert werden. Er wird daher für die Bewegung des Gleitelementes 1 klein gehalten, während er auf einen großen Wert gehalten wird, wenn das Gleitelement 1 in einer gewünschten Position gestoppt werden soll.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Abbremsung eines entlang einer Führungseinrichtung linear oder rotierend bewegten Elementes mit einem dem bewegten Element zugeordneten Bremselement, das entlang einem der Führungseinrichtung zugeordneten Gegenelement gleitet und beim Abbremsen unter elastischem Andruck mit diesem in Reibeingriff gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenelement (4, 4a, 4b) an seiner dem Bremselement (2) zugewandten Fläche zum Aufbau eines Strömungsmittelkissens ein Strömungsmittel abgibt, daß das Bremselement (2) über ein elektrisches Element (3a, 3b) mit dem bewegten Element (1, 21) verbunden ist und daß die Vorrichtung ein das Bremselement (2) gegen das Gegenelement (4, 4a, 4b) pressendes Element (7, 7a, 7b) und eine Einrichtung (10) zur Absenkung des Drucks des vom Gegenelement (4, 4a, 4b) abgegebenen Strömungsmittels zum Abbremsen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Element (7, 7a, 7b) ausgeübte Druckkraft einstellbar ist.