KR102142933B1

KR102142933B1 - 외부 에너지로 작동되는 선형 브레이크

Info

Publication number: KR102142933B1
Application number: KR1020157003578A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 뮐러; 마틴 헤흐트; 크리스토프 드로프만
Original assignee: 크리스티안 마이어 게엠베하 운트 콤파니 코만티드게젤샤프트
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2020-08-10
Also published as: WO2014095706A1; KR20150096369A; EP2935929A1; ES2622289T3; EP2935929B1; US20150275977A1; JP2016500432A; JP6306047B2; US9316262B2; CN104736875B; CN104736875A; DE102012025438A1

Abstract

본 발명은 가이드 레일(F)을 따라 이동 가능한 슬라이드 상에 부착하기 위한 선형 브레이크(LBR)에 관한 것이며, 상기 선형 브레이크는, 가이드 레일(F)을 적어도 부분적으로 에워싸는 브레이크 하우징(1)과, 이 브레이크 하우징(1) 상에, 또는 그 내에 배치되는 힘 저장부와, 힘 저장부를 통해 가압되고 가이드 레일(F)을 포크 형태로 에워싸는 브레이크 피스톤(3)을 포함하며, 이 브레이크 피스톤은 힘 저장부를 통해 슬라이드와 가이드 레일(F) 사이에서 이동 방향에 대해 횡방향으로 가이드 레일 쪽으로 이동된다. 그 외에도, 브레이크 피스톤은 가이드 레일(F)의 양측에 배치되고 서로 대향하여 위치하는 피스톤 사면부(3.2)들과 웨지 사면부(5.1)들을 통해 U자형 전달판(6)과 연결된 2개의 클램프 턱부(7)를 가이드 레일(F) 쪽으로 밀착시킨다. 브레이크 피스톤(3)은, 일측 단부면에서 환형 피스톤 내의 중심에 배치되는 힘 저장부(2)에 의해 가압되고 타측 단부면에서는 사면부(3.2)들을 구비한 피스톤 단부(3.6)들을 포함하는 원통형의 환형 피스톤으로서 형성되고, 피스톤 챔버(3.5)는 환형 피스톤과 하우징 몸체(1.1) 사이의 분리 조인트(1.4)의 영역에서 환형으로, 그리고 원통형의 환형 피스톤(3)의 반경 방향의 외면 상에 형성되며, 반경 방향의 바깥쪽에서 환형 피스톤과 연결된 피스톤 링(8)은 환형 챔버(3.5)를 단부면에서 범위 한정한다.

Description

외부 에너지로 작동되는 선형 브레이크{LINEAR BRAKE OPERATED BY MEANS OF EXTERNAL ENERGY}

본 발명은, 주 청구항의 전제부에 따르며 가이드 레일에 대해 평행하게 이동될 수 있는 슬라이드 상에 부착하기 위한 것으로서 압축 공기 또는 유압유 형태의 외부 에너지의 공급을 통해 해제되는 선형 브레이크에 관한 것이다. 이 경우, 선형 브레이크의 하우징은 가이드 레일을 적어도 부분적으로 에워싸고, 선형 브레이크의 하우징 내에는 힘 저장부들과 상호 작용하면서 외부 에너지의 공급을 통해 작동될 수 있는 하나 이상의 액추에이터 부재가 배치되며, 이 액추에이터 부재는 가이드 레일 상에서 선형 브레이크의 클램핑 효과를 야기하거나 해제한다.

종래 기술로부터는 DE 101 27 664 C1에서 개시되는 것과 같은 통상적인 가이드 레일을 위한 브레이크가 공지되었다. 이 독일 공보에는, 스프링 부재들에 의해 예압되고 포크 형태로 형성되는 전기자를 통해, 가이드 레일의 측면에 배치되어 서로 대향하여 위치하는 2개의 웨지 부재가 가이드 레일의 이동 방향에 대해 횡방향으로 가이드 레일 쪽에 밀착되며 그 결과 고정력이 가이드 레일 상에 가해진다는 점이 기술되어 있다.

고정의 해제를 위해, 스프링 부재들의 힘에 대항하여 전기자를 당기고 그에 따라 웨지 부재들과 가이드 레일 사이의 고정을 해제하는 전자석 장치가 제공된다.

기술한 브레이크에서의 단점은 브레이크의 성능 밀도가 낮다는 점이며, 다시 말하면 브레이크의 부피 단위당 달성 가능한 고정력이 낮다는 점이며, 이에 대한 원인은 전기자에 비해 달성 가능한 힘이 낮은 전자석 장치를 통한 작동 유형에 있다.

가이드 레일을 위한 추가 브레이크는 DE 10 2006 062 295 B4에서 공지되었다. 이 독일 공보는 가이드 레일에 대해 평행하게 이동 가능한 슬라이드 상에 부착하기 위한 클램핑 장치를 개시하고 있으며, 가이드 레일 상에서의 고정은 외부 에너지의 공급에 의해 구동되는 클램핑 부재를 통해 능동적으로 수행되고, 슬라이드 내지 브레이크의 이동 방향에 대해 수직으로 이동 가능한 포크 형태의 클램핑 부재는 각기둥 형태로 형성되고 대칭적인 자신의 내부 기하구조를 통해 가이드 레일의 표면과 직접 접촉한다.

이런 종래에 공지된 구성에서의 단점은, 클램핑 효과가 외부 에너지 공급이 존재할 때에만 유지되고 에너지 손실 시에는 클램핑 효과가 허용되지 않는다는 사실이다.

또한, 브레이크 내에서 이동 가능한 포크 형태의 클램핑 부재와 가이드 레일 사이의 직접적인 접촉은, 클램핑 부재와 가이드 레일 사이의 접촉면 상에서 너무 높은 마모뿐만 아니라, 가이드 레일 상에서 브레이크와 연결된 슬라이드의 가이드에 하중을 가하는 브레이크 상에 작용하는 반동력을 야기한다.

그 밖에도, 일부 영역에서 웨지 형태인 작동 피스톤을 포함하는, DE 10 2006 019 410 A1에 따른 브레이크 및/또는 클램핑 장치도 공지되었으며, 이 경우 클램핑 장치는 레일 상에서 안내되는 슬라이드의 부분이면서 레일의 양측에서 밀착될 수 있는 2개의 마찰 패드를 포함하고, 이 마찰 패드들은 작동 피스톤의 웨지형 섹션들 및 스프링 예압에 의해 고정 위치로 밀착되고, 이에 반해 스프링 예압에 대항하는 작동 피스톤의 압축 공기/유압유 가압은 브레이크의 해제를 야기한다. 이런 실시예에서의 단점은 특히 작동 피스톤이 실질적으로 직사각형으로 형성된다는 점이며, 이는 제조 기술 측면에서의 어려움, 및 브레이크 및/또는 클램핑 장치의 하우징 강성의 관점에서 강도 내지 안정성 문제들을 야기한다.

고정력의 생성을 위해, DE 10 2006 019 410 A1에 따른 클램핑 장치의 경우, 탄성 형성되는 하우징이 이용되며, 이 하우징은 브레이크를 개방할 때 브레이크에 압력 매체를 공급하는 것을 통해 탄력적으로 휘어진다. 이 경우, 제한된 하우징 강성이 브레이크에 의해 달성될 수 있는 고정력에 불리한 영향을 미친다. 또한, 하우징의 작은 탄력적 스프링 도달거리도 바람직하지 못하다.

따라서 본 발명의 과제는, 구조 크기가 최대한 작은 조건에서 하우징 안정성 및 가이드 레일 상에서 달성 가능한 제동력의 증대를 가능하게 하며, 그리고 고정력이 브레이크 내에 통합되지만 브레이크 하우징으로부터 독립된 힘 저장부를 통해 생성되고 압축 공기 또는 유압유 형태의 외부 에너지의 공급을 통해 소멸되도록 설계(페일-세이프 원리)되는, 종래 기술에 대한 기술적 개량 방안을 제안하는 것에 있다. 이와 동시에, 본 발명의 과제는, 마찰 패드들의 마찰 표면이 외부 반동력 없이 가이드 로드의 마찰 표면에 대해 수직으로 이동되고 그 외에 실질적으로 마모가 없으면서 유지보수가 필요 없도록 하는 것에 있다.

본 발명에 따라, 상기 과제는 주 청구항의 특징들로 해결된다.

브레이크는 가이드 레일을 적어도 부분적으로 에워싸는 하우징을 구비하고, 하우징 내에는 가이드 레일을 포크 형태로 에워싸는 하나 이상의 피스톤 부재를 브레이크의 이동 방향에 대해 횡방향으로 힘으로 가압하는 힘 저장부가 위치되며, 피스톤 부재들은 적합하게 치수 설계된 사면부들을 통해 가이드 레일의 양측에 배치되어 서로 대향하여 위치하는 2개의 웨지 부재를 가이드 레일의 양쪽의 제동 표면 쪽으로 밀착시키고 그에 따라 가이드 레일 상에서 브레이크를 고정한다.

본원에서 기술되는 본 발명에 따른 장치의 경우, 브레이크를 체결하기 위한 힘 저장부로서 디스크 스프링들로 형성된 스프링 어셈블리가 제공되며, 브레이크의 개방은 압축 공기 또는 유압유를 통해 작동되는 피스톤/실린더 장치를 통해 수행되며, 이 피스톤/실린더 장치의 힘은 스프링 어셈블리의 힘에 대항하여 작용한다. 이처럼 강한 스프링 부재들과 높은 성능 밀도의 피스톤/실린더 장치의 조합을 통해, 본원에서 기술되는 본 발명에 따른 선형 브레이크는, 작은 구조 크기의 조건에서도 매우 높은 고정력을 달성할 수 있다. 전술한 높은 고정력의 전달을 위해 브레이크 하우징의 높은 강성이 요구되며, 이는 피스톤/실린더 장치의 환형 구조를 통해 조성된다.

힘 저장부로서는 디스크 스프링들 대신 각각 또 다른 유형의 기계식 스프링 부재들, 압력 매체로 가압되는 피스톤/실린더 장치, 또는 압력 매체로 가압되는 멤브레인 저장부도 생각해볼 수 있으며, 그리고 브레이크의 개방은 대체되는 방식으로 전기식, 전기 기계식 또는 압전식 액추에이터들을 통해서도 수행될 수 있다.

힘 전달의 효율의 증대를 위해, 그리고 고정력의 추가적인 증대를 위해, 포크 형태인 피스톤의 사면부들과 브레이크 슈들 사이에 롤링 부재들이 제공되지만, 그러나 그 대신 적합한 미끄럼 재료를 포함하는 마찰공학적 쌍 형성부(tribological pairing)도 생각해볼 수 있다.

달성 가능한 고정력의 추가적인 증대를 위해 기술한 클램핑 장치가 복수 개로 브레이크 하우징 내에 가이드 레일의 이동 방향으로 일렬로 연이어 배치되어 함께 작동될 수 있다.

그 밖에도, 본 발명에 따른 브레이크는, 선형 가이드들을 위한 이용 외에, 적합한 제동 표면이 가용한 점에 한해서 회전하는 부품들의 고정을 위해서도 적합하다.

본 발명에 따른 브레이크의 구성 및 그 기능 원리에 대한 추가의 바람직한 상세내용들은 본 발명의 종속 청구항들로부터, 그리고 하기에 언급되는 도면들의 기술 내용으로부터 제시된다.

도 1은 브레이크의 외관을 도시한 입체도이다.
도 2는 본 발명에 따른 브레이크 유닛을 절단하여 도시한 횡단면도이다.
도 3은 도 2의 횡단면도에서 클램핑 영역을 확대하여 상세부분 A를 도시한 상세도이다.
도 4는 도 2의 횡단면에서 피스톤/실린더 장치를 확대하여 상세부분 B를 도시한 상세도이다.
도 5는 연이어 일렬로 배치된 2개의 본 발명에 따른 브레이크 유닛을 포함하는 선형 브레이크의 구성을 절단하여 도시한 종단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 브레이크 피스톤을 각각 하부에서 비스듬하게, 그리고 상부에서 비스듬하게 바라보고 도시한 사시도이다.

도 1에는, 외부 에너지에 의해 작동되는 본 발명에 따른 선형 브레이크(LBR)의 외관이 사시도로 도시되어 있으며, 선형 브레이크는, 마찬가지로 도시된 가이드 레일(F)을 부분적으로 에워싸는 브레이크 하우징(1)으로 구성되어 있다. 압축 공기 또는 유압유 형태의 외부 에너지의 공급을 위해, 도시된 선형 브레이크(LBR)는 브레이크 하우징(1) 상에 외부 압력 매체 공급원에 연결하기 위한 연결 보어(A)를 포함한다.

도 2에는, 가이드 레일(F) 상에서 선형 브레이크(LBR)의 이동 방향에 대해 횡방향으로 본 발명에 따른 선형 브레이크(LBR)의 횡단면도가 도시되어 있다. 모든 도들에서 브레이크 피스톤(3)은 자신의 상부 단부 위치에 도시되어 있다. 이 경우, 피스톤 링(8)은 하우징 커버(1.2)의 내면 상에 안착되고 브레이크는 개방된다.

3개의 부재로 형성되고 하우징 몸체(1.1), 하우징 커버(1.2) 및 하우징 바닥부(1.3)의 부재들로 구성되어 실질적으로 대칭되는 브레이크 하우징(1) 내에는 우선 스프링 부재(2)들로 구성되는 힘 저장부가 위치되며, 힘 저장부의 힘은 한편으로 하우징 커버(1.2) 상에서 지지되고, 힘 저장부의 힘은 다른 한편으로 전체적으로 원통형인 피스톤 축부(3.1)를 통해 하우징 보어(1.4) 내에서 안내되면서 포크 형태로 가이드 레일(F)을 에워싸는 브레이크 피스톤(3)을 가이드 레일(F)의 방향으로 밀착시킨다. 포크 형태로 형성되는, 브레이크 피스톤(3)의 피스톤 단부(3.6)들은 특히 도 6a 및 도 6b에 특히 분명하게 확인된다.

대칭으로 배치되고 반경 방향의 안쪽에서 두 피스톤 단부(3.6) 상에 제공되는 두 피스톤 사면부(3.2)를 통해, 스프링 부재(2)들의 힘이 강화되면서 90°만큼 반경 방향에서 안쪽으로 편향된다. 따라서 이는, 가이드 레일(F)의 서로 대향하여 위치하는 두 마찰 표면(R) 상에서, 선형 구름 베어링(4)들, 전달 웨지(5)들, 전달판(6) 및 클램프 턱부(7)들을 통해, 가이드 레일(F) 상에서의 선형 브레이크(LBR)의 고정을 야기한다. 클램프 턱부(7)들은 브레이크 피스톤 상에서 힘 저장부(2)의 밀착력으로 인해 가이드 레일(F) 쪽으로 밀착된다.

반경 방향의 바깥쪽에서 환형 피스톤과 연결되는 피스톤 링(8)은 피스톤 챔버(3.5)를 단부면에서 범위 한정한다. 선형 브레이크(LBR)의 개방을 위해, 연결 보어(A)는 별도로 도시되어 있지 않은 압력 매체 공급 장치를 통해 압축 공기 또는 유압유 형태의 압력 매체를 공급받으며, 그럼으로써 반경 방향에서 원통형 브레이크 피스톤(3)의 바깥쪽에 위치하면서 브레이크 피스톤을 환형으로 에워싸는 피스톤 챔버(3.5) 내에서, 브레이크 피스톤(3)과 연결된 피스톤 링(8)과 이에 대향하여 위치하는 피스톤 챔버의 단부면 상에 제공되는 인서트 링(9) 사이에 유체정압이 형성되며, 이 유체정압은 스프링 부재(2)들의 힘에 대항하여 가이드 레일(F)로부터 이격되는 방향으로 브레이크 피스톤(3)을 하중 완화하고 그에 따라 선형 브레이크(LBR)와 가이드 레일(F)의 마찰 표면(R) 사이의 고정을 해제한다.

도 2에 대한 설명에서 제시되는 방법 흐름은 원칙적으로 이른바 고정식 브레이크(stationary brake)의 기능 원리를 기술하고 있으며, 이는 선형 브레이크(LBR)가 외부 에너지의 공급 없이 제동되고 외부 에너지의 공급을 통해, 본 예시에서는 유체정압의 공급을 통해 비로소 개방된다는 것을 의미한다. 그 결과, 이른바 페일-세이프 원리가 고려되며, 이는, 여기서는 유체정압 형태로 공급되는 외부 에너지의 손실 시 선형 브레이크(LBR)가 제동된 상태로 유지되며 게다가 선형 브레이크(LBR)와 가이드 레일(F) 사이에 제어되지 않는 이동은 발생하지 않는다는 것을 의미한다.

상세부분 A로 도 2에서 일부분을 도시하고 있는 도 3에 따라서, 선형 브레이크(LBR)와 가이드 레일(F) 사이에서 고정력의 전달이 다시 도해로 설명된다. 스프링 부재(2)들의 형상인 힘 저장부의 힘은 [피스톤 챔버(3.5)의 압력 완화 동안] 2개의 피스톤 단부(3.6)를 이용하여 가이드 레일(F)을 포크 형태로 에워싸는 브레이크 피스톤(3)을 가이드 레일(F)의 방향으로 밀착시킨다. 피스톤 사면부(3.2)들은 가이드 레일(F)의 양측에서 U자형 전달판(6)을 통해 연결되는 클램프 턱부(7)들 상에 제공되는 웨지 사면부(5.1)들과 협력한다. 각기둥 형태로 형성된 전달 웨지(5)들의 상응하는 웨지 사면부(5.1)들과 안쪽에서 피스톤 단부(3.6)들 상에 제공되는 피스톤 사면부(3.2)들을 상호작용시키는 것을 통해, 스프링 부재(2)들의 힘은 반경 방향에서 안쪽으로 편향되고 강화되며, 그리고 2개의 전달 웨지(5)의 웨지 배면부(5.2)들, 가요성 전달판(6), 및 이 전달판(6)과 단단히 연결된 클램프 턱부(7)들을 통해 측면에서 가이드 레일(F)의 마찰 표면(R)들 상으로 전달되며, 이들 마찰 표면에서 선형 브레이크(LBR)와 가이드 레일(F) 사이에 고정이 야기된다.

효율 및 고정력의 증대를 위해서뿐 아니라 마찰의 감소를 위해, 도면에 도시된 것처럼, 피스톤 단부(3.6)들의 피스톤 사면부(3.2)들과 각기둥형 전달 웨지(5)들의 웨지 사면부(5.1)들 사이에 선형 구름 베어링(4)들이 배치될 수 있으며, 이 선형 구름 베어링들은 각각 하나의 구름 베어링 케이지(4.1)와 복수의 회전체(4.2), 바람직하게는 원통형 롤러로 구성된다. 회전체로서는, 원통형 롤러들 대신, 물론, 볼들, 테이퍼형 롤러, 또는 배럴 형태의 롤러들도 가능하다. 선형 구름 베어링(4)들에 대체되는 방식으로, 피스톤 사면부(3.2)들과 웨지 사면부(5.1)들 사이에 적합한 판형 미끄럼 베어링 재료들도 배치될 수 있다.

선형 구름 베어링들에 비해 기술한 판형 미끄럼 베어링 재료들의 이용에 따른 특별한 장점은 그 미끄럼 베어링 재료의 비용이 훨씬 더 낮을 뿐 아니라, 미끄럼 베어링 재료와 상호 작용하며 이 경우 복잡한 열처리를 필요로 하지 않는 피스톤 사면부(3.2)들 및 웨지 사면부(5.1)들의 표면들에 대한 제조 비용도 더 낮다는 점이다.

도시된 U자형 전달판(6)은 다수의 임무를 수행해야 한다. 한편으로, 전달판은, 가이드 레일(F)의 이동 방향으로 유격 없이, 클램프 턱부(7)들로부터 마찰 표면(R)들 상으로 전달되는 제동력을, 자신이 도시된 고정 나사(11)를 통해 나사 체결될 수 있는 선형 브레이크(LBR)의 브레이크 하우징(1) 상으로 전달한다. 다른 한편으로, 전달판은, 가이드 레일(F) 상에서 선형 브레이크(LBR)의 이동 방향에 대해 횡방향으로 클램프 턱부(7)들을 위한 탄력적인 안내부 및 파지부로서 이용된다.

상기 임무들의 수행을 위해, 전달판(6)은 한편으로 예컨대 접착, 나사 체결 또는 용접을 통해 클램프 턱부(7)들과 단단히 연결될 수 있고, 다른 한편으로는 예컨대 나사 체결, 접착 또는 용접을 통한, 브레이크 하우징(1)과의 단단한 연결부를 포함할 수 있다. 따라서 전달판(6)의 적합한 구조적인 설계와 클램프 턱부(7)들 및 하우징 몸체(1.1)에 대한 전달판의 결합을 통해, 선형 브레이크(LBR)와 가이드 레일(F) 사이에서 이동 방향에 대해 횡방향으로 클램프 턱부(7)들의 탄력적인 이동이 가능해지며, 이와 동시에 가이드 레일(F) 상에서 선형 브레이크(LBR)의 이동 방향에 대해 평행하게 클램프 턱부(7)들과 브레이크 하우징(1) 사이의 제동력의 유격 없는 전달이 보장된다. 도 2 및 도 3의 도시된 예시에서, 전달판(6)은 고정 나사(11)들을 통해 브레이크 하우징(1)의 하우징 몸체(1.1)와 연결된다.

그 밖에도, 전달판(6)은 적합한 스프링 강성 및 예압을 통해, 바람직한 방식으로, 선형 브레이크(LBR)를 개방할 때 전달판(6)과 단단히 연결된 클램프 턱부(7)들을 가이드 레일(F)의 마찰 표면(R)들로부터 약간 떼어내고 그 결과 별도의 리턴 스프링들을 불필요하게 하도록 구성될 수 있다.

예컨대 선형 브레이크(LBR)의 마모가 발생할 때 제동 효과의 세심한 재조정이 가능해지도록 하기 위해, 하우징 바닥부(1.3)의 나사 구멍들 내에 조정 나사(10)들이 제공되며, 이 조정 나사들은 전달 웨지(5)들의 폭 넓은 웨지 단부(5.3)들을 밀착시키고 피스톤 사면부(3.2)들 및 웨지 사면부(5.1)들을 통해 가이드 레일(F)의 마찰 표면(R) 쪽으로 클램프 턱부(7)들의 접근 이동을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 선형 브레이크(LBR)에 의해, 가이드 레일(F)의 마찰 표면(R)들 상에서는, 피스톤(3)의 피스톤 단부(3.6)들 상에서 바깥쪽으로 향하는 큰 휨 모멘트를 야기하는 높은 고정력이 생성된다. 이런 이유에서, 하우징 보어(1.4) 내에서 피스톤 단부(3.6)들의 영역에 미끄럼 재료로 구성되는 지지 베어링(12)들이 제공되며, 이 지지 베어링들은 피스톤 단부(3.6)들로부터 브레이크 하우징(1)의 안정된 하우징 몸체(1.1) 상으로 고정력을 유도한다.

효율의 증대를 위해, 지지 베어링(12)의 경우 선형 구름 베어링(4)과 유사하게 적합한 구름 베어링으로 미끄럼 재료를 대체하는 점도 생각해볼 수 있다.

도 4에는, 상세부분 B로, 선형 브레이크(LBR)를 개방하기 위한, 압력 매체로 작동되는 피스톤/실린더 장치의 영역에서, 도 2의 추가 상세내용이 도시되어 있다. 선형 브레이크(LBR)를 체결하기 위한 고정력은 힘 저장부의 스프링 부재(2)들을 통해 생성되며, 이 스프링 부재들은 한편으로 하우징(1)의 하우징 커버(1.2) 상에서 지지되고 다른 한편으로는 도면에서 하부 방향으로 향하는 힘을 브레이크 피스톤(3) 상으로 가한다.

도 4에서 알 수 있듯이, 선형 브레이크(LBR)의 개방을 위해, 실질적으로 하우징 몸체(1.1), 브레이크 피스톤(3), 피스톤 링(8) 및 인서트 링(9)과 같은 부품들로 구성될 뿐 아니라 필요한 실링들로도 구성되는 피스톤/실린더 장치가 제공된다. 도 4에는, (또 다른 도들에서와 같이) 브레이크가 개방된 상태로 도시되어 있으며, 다시 말하면 피스톤 챔버(3.5)는, 도 4에서는, 힘 저장부의 스프링 부재(2)들의 힘에 대항하여 피스톤 링(8)을 밀착시켜 하우징 커버(1.2)의 하면에 인접하게 하기 위해, 필요한 압력으로 가압된다.

환형 피스톤/실린더 장치는, 스프링 부재(2)들을 공간상 에워싸거나 자체에 수용하도록, 힘 저장부의 스프링 부재(2)들에 대해 동심으로 배치된다. 그 결과, 바람직하게는 본 발명에 따른 선형 브레이크(LBR)의 하우징(1)의 낮은 구조 높이가 달성될 수 있다.

상기 구조적인 배치 및 밀집된 구조에도 불구하고, 선형 브레이크(LBR)의 개방을 위해 필요한 힘을 생성하기 위한 큰 피스톤 표면이 가용하도록 하기 위해, 피스톤/실린더 장치는 하기에 기술되는 것처럼 구성된다.

브레이크 피스톤(3)은 자신의 상부 단부 상에서 피스톤 견부(3.3) 및 피스톤 나사부(3.4)의 영역에 피스톤 축부(3.1)에 비해 감소된 외경을 보유한다. 피스톤 나사부(3.4) 상에는 피스톤 링 나사부(8.1)를 통해 피스톤 링(8)이 나사 체결되며, 이 피스톤 링은 피스톤 링 내부 실링(8.2)을 통해 브레이크 피스톤(3)에 대해 정적으로 밀봉되고 피스톤 외부 실링(8.3)을 통해서는 하우징 확장부(1.5)에 대해 동적으로 밀봉된다.

피스톤 견부(3.3) 및 하우징 견부(1.6)를 통해 형성되는 환형 피스톤 챔버(3.5) 내에는 지지 링(9)이 배치되며, 이 지지 링은 지지 링 내부 실링(9.1)을 통해 브레이크 피스톤(3)에 대해 동적으로 밀봉되고 지지 링 외부 실링(9.2)을 통해서는 하우징 확장부(1.5)에 대해 정적으로 밀봉된다.

피스톤 링(8)에 축 방향으로 대향하여 위치하는 피스톤 챔버(3.5)의 단부면은 두 견부(3.3 및 1.6)를 브리지하는 지지/인서트 링(9)에 의해 형성된다. 지지 링(9)을 통해, 피스톤 견부(33.3) 및 하우징 견부(1.6)로 형성되는 개별 환형 표면들을, 피스톤 챔버(3.5) 내에 위치하는 압력 매체를 위한 효과적인 작용 표면으로서 부가할 수 있고 그에 따라 선형 브레이크(LBR)의 개방을 위해 힘 저장부의 스프링 부재(2)들에 대항하는 상대적으로 더 높은 힘을 달성할 수 있다.

선형 브레이크(LBR)의 개방을 위해, 연결 보어(A)를 통해 압력 매체가 피스톤 챔버(3.5) 내로 공급되며, 압력 매체는, 피스톤 링 작용 표면(8.4)을 통해, 그리고 동일한 크기의 지지 링 작용 표면(9.3)을 통해, 브레이크 피스톤(3) 상에서 스프링 부재(2)들의 힘에 대항하여 선형 브레이크(LBR)의 개방을 위해 필요한 힘을 생성한다. 이런 개방된 상태는 모든 도에 도시되어 있다. 그 외에, 클램프 턱부(7)들은 도면들에서 실질적으로 보이지 않는 정도로 가이드 레일(F)의 마찰 표면(R)에서 분리된다.

마지막으로, 도 5에는, 본 발명에 따른 선형 브레이크(LBR)의 바람직한 구성이 절단되어 종단면도로 도시되어 있으며, 이로부터는, 가이드 레일(F) 상에서 선형 브레이크(LBR)의 이동 방향으로 최대한 높은 고정력의 달성을 위해, 스프링 부재(2)들을 구비한 힘 저장부들과 피스톤/실린더 장치들로 구성되는 복수의 본 발명에 따른 브레이크 시스템을 일렬로 연이어 배치하는 가능성이 존재한다는 것을 알 수 있다.

도 5의 실시예에서, 2개의 브레이크 시스템이 연이어 (일렬로) 도시되어 있다. 공급되는 압력 매체를 통해 2개의 연이어 배치되는 브레이크 시스템들의 동기식 작동을 위해, 환형 피스톤 챔버(3.5)들은 추가의 연결 보어(A)들을 통해 서로 연결된다.

그 밖에, 도 5에서는, 고정 나사(11)들에 의해 하우징 몸체(1.1) 내에 전달판(6)이 고정되어 있는 점도 확인된다.

A 연결 보어
LBR 선형 브레이크
F 가이드 레일
R 마찰 표면
1 브레이크 하우징
1.1 하우징 몸체
1.2 하우징 커버
1.3 하우징 바닥부
1.4 하우징 보어
1.5 하우징 확장부
1.6 하우징 견부
2 스프링 부재 / 힘 저장부
3 브레이크 피스톤 / 환형 피스톤
3.1 피스톤 축부
3.2 피스톤 사면부
3.3 피스톤 견부
3.4 피스톤 나사부
3.5 피스톤 챔버
3.6 피스톤 단부
4 선형 구름 베어링
4.1 구름 베어링 케이지
4.2 회전체
5 전달 웨지
5.1 웨지 사면부
5.2 웨지 배면부
5.3 웨지 단부
6 전달판
7 클램프 턱부
8 피스톤 링
8.1 피스톤 링 나사부
8.2 피스톤 링 내부 실링
8.3 피스톤 링 외부 실링
8.4 피스톤 링 작용 표면
9 지지 링 / 인서트 링
9.1 지지 링 내부 실링
9.2 지지 링 외부 실링
9.3 지지 링 작용 표면
10 조정 나사
11 고정 나사
12 지지 베어링
14 피스톤 축부(3.1)와 하우징 몸체(1.1) 사이의 원통형 분리 조인트.

Claims

가이드 레일(F)을 따라서 이동 가능한 슬라이드 상에 장착하기 위한 선형 브레이크(LBR)이며, 이 선형 브레이크는
- 가이드 레일(F)을 적어도 부분적으로 에워싸는 브레이크 하우징(1)과,
- 브레이크 하우징(1) 상에, 또는 그 내에 배치되는 힘 저장부(2)와,
- 힘 저장부를 통해 축 방향으로 가압되는 브레이크 피스톤(3)이며, 이 브레이크 피스톤으로부터 축 방향으로 돌출된 피스톤 단부(3.6)들은 가이드 레일(F)을 포크 형태로 에워싸는, 상기 브레이크 피스톤(3)을 포함하며,
- 상기 브레이크 피스톤(3)은 제동/고정을 위해 상기 힘 저장부(2)를 통해 슬라이드와 가이드 레일(F) 사이에서 이동 방향에 대해 횡방향으로 위치 조정될 수 있고,
- 상기 브레이크 피스톤(3)의 피스톤 단부(3.6)들은 상기 가이드 레일(F)의 양측에 배치되어 서로 대향하여 위치하는 피스톤 사면부(3.2)들을 포함하고, 이 피스톤 사면부들은, 상기 가이드 레일(F)의 양측에서 U자형 전달판(6)을 통해 연결되는 클램프 턱부(7)들 상에 제공되는 웨지 사면부(5.1)들과 협력하며,
- 상기 클램프 턱부(7)들은 브레이크 피스톤 상에서 상기 힘 저장부(2)의 밀착력으로 인해 상기 가이드 레일(F) 쪽으로 밀착되며,
- 브레이크 피스톤(3) 상에는, 상기 힘 저장부(2)의 힘에 대항하여 연결 보어(A)를 통해 공급되는 압력 매체로 가압될 수 있으면서 선형 브레이크의 개방을 야기하는 피스톤 챔버(3.5)가 제공되는,
상기 선형 브레이크에 있어서,
- 상기 브레이크 피스톤(3)은, 일측 단부면에서 환형 피스톤 내에 동심으로 배치된 힘 저장부(2)에 의해 가압되고 타측 단부면에서는 사면부(3.2)들을 구비한 피스톤 단부(3.6)들을 포함하는 원통형의 환형 피스톤으로서 형성되고,
- 상기 피스톤 챔버(3.5)는 상기 환형 피스톤과 하우징 몸체(1.1) 사이의 분리 조인트(14)의 영역에서 환형으로, 그리고 상기 원통형의 환형 피스톤(3)의 반경 방향의 외면 상에 형성되며,
- 반경 방향의 바깥쪽에서 상기 환형 피스톤과 연결되는 피스톤 링(8)은 상기 피스톤 챔버(3.5)를 단부면에서 범위 한정하는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항에 있어서, 상기 피스톤 링(8)에 축 방향으로 대향하여 위치하는 상기 피스톤 챔버(3.5)의 단부면은, 상기 분리 조인트(14)의 양측에서 각각 피스톤 견부(3.3) 및 하우징 견부(1.6)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제2항에 있어서, 상기 피스톤 링(8)에 축 방향으로 대향하여 위치하는 상기 피스톤 챔버(3.5)의 단부면은 상기 두 견부(3.3 및 1.6)를 브리지하는 지지/인서트 링(9)에 의해 형성되며, 이 지지/인서트 링은 상기 피스톤 챔버(3.5)의 압력 매체로 가압될 수 있는 지지 링 작용 표면(9.3)에 상기 견부들의 표면들을 부가시키는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 브레이크(LBR)의 체결을 위해 제공되는 힘 저장부는 기계식 스프링 부재(2) 또는 디스크 스프링들인 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 사면부(3.2)들과 상기 웨지 사면부(5.1)들 사이에는 선형 구름 베어링(4)들이 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 사면부(3.2)들과 상기 웨지 사면부(5.1)들 사이에는 미끄럼 베어링 부재들이 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 단부(3.6)들 상에 작용하는 휨 모멘트를 지탱하기 위해 상기 하우징 몸체(1.1) 내에 지지 베어링(12)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제7항에 있어서, 상기 하우징 몸체(1.1) 내에 배치되는 상기 지지 베어링(12)들은 미끄럼 베어링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제7항에 있어서, 상기 하우징 몸체(1.1) 내에 배치되는 상기 지지 베어링(12)들은 선형 구름 베어링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨지 사면부(5.1)들은 이동 가능한 전달 웨지(5)들 상에 제공되어, 상기 선형 브레이크(LBR)의 유격, 마모, 또는 유격 및 마모의 재조정을 위해 하우징 바닥부(1.3) 내의 조정 나사(10)들에 의해 위치 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스프링 부재(2)들과 피스톤/실린더 장치들로 구성되는 복수의 브레이크 시스템이 상기 선형 브레이크(LBR)의 이동 방향으로 상기 가이드 레일 상에 일렬로 연이어 배치되는 것(도 5)을 특징으로 하는 선형 브레이크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 브레이크(LBR)의 상기 전달판(6)은 스프링 강성을 구비하여 구성되며, 그리고 상기 선형 브레이크(LBR)가 개방될 때 상기 클램프 턱부(7)들을 탄력적으로 가이드 레일(F)의 마찰 표면(R)들에 대해 소정의 이격 간격으로 이격 유지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 브레이크.