WO2006063566A1 - Reibgehemme mit stellglied - Google Patents

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WO2006063566A1
WO2006063566A1 PCT/DE2005/002230 DE2005002230W WO2006063566A1 WO 2006063566 A1 WO2006063566 A1 WO 2006063566A1 DE 2005002230 W DE2005002230 W DE 2005002230W WO 2006063566 A1 WO2006063566 A1 WO 2006063566A1
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shape memory
housing
shape
memory elements
length
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PCT/DE2005/002230
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Günther Zimmer
Martin Zimmer
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Zimmer Guenther
Martin Zimmer
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
    • F16D63/008—Brakes acting on a linearly moving member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/02—Fluid pressure
    • F16D2121/12—Fluid pressure for releasing a normally applied brake, the type of actuator being irrelevant or not provided for in groups F16D2121/04 - F16D2121/10
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    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/58—Mechanical mechanisms transmitting linear movement
    • F16D2125/66—Wedges

Definitions

  • the invention relates to a braking and / or clamping device of a carriage guided on at least one guide rail, wherein the device comprises at least one, via a Schiebekeilge- actuated actuated, Reibgeheirane having at least one mounted in a device housing, can be pressed against the guide rail friction jaw and wherein moved by means of external energy sliding wedge gear for loading and to relieve the Reibgehemmes per loading and unloading by means of at least one actuator or by means of a spring system comprising at least one spring element, is movable.
  • the present invention is based on the problem of developing a brake and / or clamping device which has a small space requirement and a low intrinsic mass with high clamping force. In addition, it should release the brake and clamping forces responsive and almost wear-free with low-maintenance, simple and safe handling.
  • This problem is solved with the features of the main claim.
  • the individual actuator supports one or more shape memory elements between a frame or housing and an actuating element guided therein-which is movable in one working direction-and the shape memory elements act on the actuating element directly or via a gear.
  • Each shape memory element has an envelope shape for a low state and an envelope state for a high energy state, and each envelope shape has its own different working length from the other envelope shape.
  • the single shape memory element changes by the supply or removal of energy from one shell shape to the other.
  • the individual brake and / or clamping device comprises a friction grip and a two-dimensional planar sliding wedge gear.
  • the friction clip acts via a friction pad on a guide rail on which the machine or measuring device slide is mounted and guided, which carries this device.
  • the single Reibhememme develops its braking and clamping effect by operating an actuator. Possibly. It can also be activated by the release of spring energy stored in a spring accumulator.
  • the actuators used herein are based on a metallurgical shape memory effect.
  • shape memory elements By supplying and / or removing a certain amount of heat so-called shape memory elements change their shape.
  • the shape change is exploited to generate path and force.
  • the path change can be linear or curved, as in a SchwenkzylInder, be oriented. It can be one-, two- or three-dimensional.
  • the shape change of the shape memory elements can be effected electrically or thermally.
  • hot gases, steam or hot liquids are conveyed through the shape memory elements.
  • the guide rail on which the friction pads come to rest can e.g. have prismatic, rectangular, round, oval or polygonal cross sections.
  • the friction pair is not limited to linear guides. Instead of the mentioned guide rails in the space curved rails can be used.
  • FIG. 1 section through a brake and / or clamping device with two Reibhememmen in the unactuated state
  • FIG. 2 device according to FIG. 1 in the actuated state
  • Figure 3 section through a half-side brake and / or
  • Figure 4 rear view of the brake and / or clamping device of Figure 3;
  • Figure 5 linear drive arranged in the same direction
  • FIG. 6 Dimetric longitudinal section to FIG. 5;
  • FIG. 7 front view of FIG. 5;
  • FIG. 8 longitudinal section to FIG. 5;
  • FIG. 9 top view of an unactivated shape memory element with three U-shaped deformation sections
  • Figure 10 Top view of an unactuated shape memory element with four straight, spoke-shaped arranged
  • Figures 1 to 4 show a braking and / or Klemmvorrich- device, as for example, in many horizontal or vertical slide u.a. used in tooling and measuring machines.
  • the devices of the present embodiment are arranged on the corresponding device carriage such that they guide the guide rails, which predetermine the carriage longitudinal guidance, e.g. engage around with two friction inhibitors.
  • FIGS. 1 to 4 show a section of a double-prismatic guide rail (1).
  • the guide rail (1) consists of a rod with an approximately cuboid Hüll- cross-section, in each of which a substantially V-shaped groove with widened groove base is incorporated on both sides. It contacts via its bottom surface (7) e.g. the machine bed not shown here. Between each two guide surfaces (4, 5) is here in each case a groove bottom forming vertical web surface (6) on which the friction linings (99) of the Reibgehemme (90) are supported during braking.
  • the guide rail (1) is surrounded by a housing (10) on both sides.
  • the housing (10) two mutually braking and clamping forces generating devices are integrated.
  • the in principle c-shaped housing (10) consists of a cuboid, which has transversely to its longitudinal extent a Umgriffsnut (14) which has a rectangular cross-section.
  • the guide rail (1) is placed in the space formed by the groove (14).
  • the Slot width is a few millimeters wider than the guide rail width in the area encompassed by the housing (10).
  • the groove depth corresponds to approx. 85% of the guide rail height.
  • the housing (10) has e.g. according to Figure 4 - transverse to the guide longitudinal direction (2) - a total width which corresponds approximately to three times the width of the guide rail.
  • the overall height of the housing (10) is e.g. 130% of the guide rail height.
  • the length of the housing (10) - measured in the drawing plane of Figure 3 - corresponds to, for example, one and a half times the guide rail height of Figure 2.
  • the housing (10) according to Figure 4 has a right (11) and a left housing zone (12). Both zones (11, 12) are located below an area by means of which the device is fastened to the corresponding carriage.
  • Each housing zone (11, 12), cf. 3 has a multi-stage through-bore (23, 31, 34, 38), whose center line (39) is oriented parallel to the guide longitudinal direction (2), cf. FIG. 3.
  • the passage bore is composed of a guide surface bore (23), a cage seat recess (31), a plunger bore (34) and a cylinder liner bore (38).
  • the recess (31) is a slot whose width is slightly larger than that of a cage (95) installed there.
  • the maximal Height of the recess (31) corresponds to the diameter of the guide surface bore (23).
  • the considerably smaller, short tappet bore (34) follows. It forms the narrowest cross section of the entire stepped bore (23, 31, 34, 38).
  • the plunger bore (34) ⁇ opens into a cylinder liner bore (38) whose diameter corresponds, for example, the diameter of the guide surface bore (23).
  • the cylinder liner bore (38) carries a fine thread. All sections of the stepped bore are coaxial with the centerline (39).
  • the center line (46) intersects the center line (2) of the guide rail (1).
  • the latter (2) lies in a plane which is defined by two straight lines, which in turn are produced by the intersection of two respective planar guide surfaces (4, 5) adjoining a web surface (6).
  • the center line (46) is offset by approximately 7% of the depth of the housing (10) to the cylinder liner bore (38).
  • Each walking hole (41) has three graduated areas, cf. FIG. 3. From the outside of the housing, these are a main bore (42), a pressure piece guide bore (44) and an outlet bore (45).
  • the main bore (42) intersects with the cage seat recess (31).
  • the cage In the housing zones (11, 12), see Figure 1, one can see the penetration lines (43).
  • the cage In this area sits the cage (95) which supports two cylindrical rollers (106, 107). Both cylindrical rollers (106, 107) abut against a sliding wedge (92) of a sliding wedge gear.
  • the outer cylindrical roller (106) is supported on an adjusting screw (91), while the inner cylindrical roller (107) bears against a pressure piece (96) which is unloaded here.
  • the adjusting screw (91) is a cylindrical disc having bores on the outer end face for engaging a tenon wrench. It has an external thread that ends in an annular groove. In the groove a squeeze ring is embedded as a screw lock.
  • the pressure piece (96) is a cylindrical piston with an integrally formed piston rod.
  • the piston rod projects out of the outlet bore (45) when the friction clamp (90) is actuated.
  • an elastic remindhubring (98) with e.g. rectangular single cross section sits.
  • the friction jaw (99) is, for example, a prismatic body whose contour partially corresponds to the groove contour of the guide rail (1). It is essentially an elongated cuboid, which in each case has a 45 ° bevel to the guide rail (1) in the region of its guide surfaces (4, 5).
  • the height of the friction pad (99) corresponds to eg twice the friction pad width.
  • a friction lining (104) is pressed in the web surface (6) of the guide rail (1) facing outer surface.
  • a recess is incorporated in the friction jaw (99) from the outer surface, the depth of which, for example is four times the amount by which the friction lining (104) protrudes beyond the surrounding outer surface.
  • the supernatant is for example 0.5 mm.
  • the recess presents itself in the outer surface as a rectangle with rounded corners.
  • the width is slightly smaller than the height extent of the web surface (6).
  • the length of the friction lining (104) corresponds to, for example, four times its width. It is, for example, slightly shorter than the depth of the housing (10).
  • the friction lining (104) a powder-metallurgically produced friction material based on bronze is used.
  • the friction material additionally contains ceramic components.
  • the friction lining (104) is pressed into the recess (101). Possibly. the friction lining (104) is glued or soldered to the lateral walls of the depression (101).
  • friction lining for. to be arranged as a series of several round, square or polygonal discs in corresponding recesses of a friction pad.
  • the sliding wedge (92) is e.g. a trapezoidal body with rectangular cross sections. He is rigid, e.g. by means of a
  • the sliding wedge (92) which also represents the piston rod of the guide piston (53), has inter alia a support (94) and a wedge surface (93). Both surfaces are rectangular and eg flat. Each of the pressure piece ⁇ 96) facing wedge surface (93) closes with this example, an acute angle of 1 to 5 degrees an.
  • the support surface (94) extends parallel to the end face of the adjacent adjusting screw (91). For example, the cross sections taper of the sliding wedge (92) linearly with increasing distance away from the piston rod side of the guide piston (53).
  • the first, located in the vicinity of the guide piston quarter of the length of the sliding wedge (92) is not bevelled.
  • sliding wedge (92) of the embodiment of Figure 3 is followed by the wedge surface (93) in addition to a plateau surface (101).
  • the latter is oriented parallel to the support surface (94).
  • the pressure roller (107) with the device on is not bevelled.
  • the cage (95) surrounding the sliding wedge (92) has a cross-sectional shape which fits into the cage seat recess (31) with play. He has centrally - parallel to the guide longitudinal direction - for receiving the sliding wedge (92) has a rectangular opening, which is slightly larger than the largest cross section of the sliding wedge (92). Across this breakthrough is located off-center also a rectangular breakthrough. The latter serves to receive the cylindrical rollers (106, 107). The breakthrough is offset by approximately 7% of the cage length out of the cage center - away from the piston rod side of the guide piston (53). The heights of the apertures correspond e.g. the length of the cylindrical rollers (106, 107). Both breakthroughs are not offset in height.
  • a heat sink housing (51) is screwed.
  • a thin-walled cylindrical, possibly ribbed rifle with a flat bottom each a linear actuator (60), which acts on demand on the front of the guide piston (53).
  • the linear actuator (60) is axially fixed, for example by means of a retaining ring (55) in the heat sink housing (51).
  • a full-surface housing equipped with cooling ribs (52) according to FIG. 3 it is also possible, for example, to provide a filigree opening with many openings Can be used frame that engages the actuator (60) only partially or partially. Possibly.
  • the actuator can also be screwed and secured directly in the Fei ⁇ thread of the guide surface bore (23) via an external thread.
  • the in the guide surface bore (23) projecting edge of the heat sink housing (51) can form a stop for the guide piston (53).
  • the latter for example, has an effective diameter of about 25 mm.
  • the actuators (60) shown in Figures 1 to 3, 6 and 8 each have a sleeve-shaped housing (61) which is closed with a housing cover (63).
  • the housing (61) are usually several, for example, successively arranged shape memory elements (81, 82). The latter act on an actuating element (65), which in an e.g. central bore (64) of the housing cover (63) in the working direction (59) of the actuator (60) is guided in a linearly displaceable manner as a thrust member.
  • actuators (60) are arranged on the device housing (10). All actuators (60) each comprise five shape memory elements (81, 82).
  • the individual shape memory elements (81, 82) have e.g. a Hüllgestalt that correspond to the shell shape of a commercially available disc spring according to DIN 2093 comparable size at least approximately.
  • the shape memory elements (81, 82) are stacked in the housing (61) between the housing bottom (62) and the housing cover (63). They are shown in Figures 1 to 8 only symbolically simplified as dish-like-like components.
  • FIGS. 9 and 10 show two unactuated shape memory elements (81, 82) produced in one piece in plan view.
  • Each shape memory element (81, 82) consists of two rings (85) and (86), between which, for example, a plurality of connecting elements (87, 88) are arranged in the form of straight or curved spokes.
  • the connecting elements (87, 88) are the so-called deformation zones of the individual shape memory element (81, 82).
  • the shape memory elements have for example a diameter of 20 to 30 millimeters and a wall thickness of about one millimeter.
  • a deflected element (81, 82) can then be loaded with a support force of 50 to 100 Newton.
  • connecting elements (88) which are at least approximately rectilinear, are arranged between the inner ring (85) and the outer ring (86). They are distributed between the inner ring (85) and the outer ring (86) with equidistant pitch.
  • the individual connecting element (88) projects tangentially from the inner ring (85).
  • To actuate the shape memory element (82) is supplied to this heat. After supplying a certain amount of heat, the connecting elements deform arcuately normal to the plane of the drawing. Thereby the axial distance of the concentric rings (85, 86) e.g. enlarged.
  • the total height of the individual shape memory element (82) doubles here at least.
  • each connecting element (87) is arranged between the inner ring (85) and the outer ring (86) in the shape memory element (81).
  • Each connecting element (87) extends over a quarter-circle area.
  • the two legs of a connecting element deform in the same direction, so that there is a larger stroke than in the connecting elements (86).
  • the connecting elements (87, 88) are heated by means of current flow. For this purpose, an electrical voltage is applied between the inner ring (85) and the outer ring (86). If the unactuated, relatively cool shape memory element (81, 82) has an envelope shape (83) of a loaded plate spring, then the heated element has the envelope shape (84) of an unloaded plate spring.
  • the actuator (60) shown below includes five actuated shape memory elements (81, 82). They are alternately stacked in the housing (61), wherein the lowermost element rests with its outer ring on the housing bottom (62).
  • the uppermost element of the stack carries the push member (65).
  • the thrust member (65) is supported on the upper shape memory element (81, 82) via a locking ring (66) or the like.
  • a spring plate (67) and a return spring (68) is arranged between the retaining ring (66) and the housing cover (63) .
  • the return spring (68) presses against the stack of shape memory elements (81, 82) via the spring plate (67).
  • the actuator (60) shown in Figure 3 above is identical to the lower one. However, there the shape memory elements (81, 82) are not actuated. Their respective envelope shape (83) has a smaller volume relative to the envelope shapes of the other actuator (60). As a result, the push member (65) is in its rear, retracted position.
  • FIGS. 5 to 8 show an actuator in which the shape memory elements (81, 82) are arranged in the same direction, ie all elements (81, 82) are parallel to one another. directed.
  • grooves (71) are incorporated in the inner wall of the housing (61), cf. Figure 8, in which circlips (72) serve as a support for the individual shape memory elements (81, 82).
  • the thrust member (65) also has corresponding grooves (73) and retaining rings (74) on which the inner edges of the elements (81, 82) are supported.
  • the supporting force can be multiplied according to the number of shape memory elements (81, 82). However, the length of a working stroke is only that of one element (81, 82).
  • FIGS. 1 to 3 can be combined with the arrangement according to FIGS. 6 and 8 so as to be able to vary the stroke and support force.
  • the device according to FIG. 1 is in the unactuated state.
  • the guide piston (53) uses the free edge of the housing (51) as a stop, see. Figure 3.
  • the sliding wedge (92) is in its rear position.
  • the cylindrical rollers (106, 107) sit unloaded in the cage (95).
  • the individual cage (95) is in each case by two coil springs (27), which are inserted in unrepresented cage holes and are supported on the bottom of Käfigsitzaus Principleung (31), pressed against a stopper serving as a circlip (29), see.
  • the spatially overlying coil springs (28) are omitted only for clarity.
  • the respective pressure piece (96) is generally not supported on the friction pad (99) when the return stroke ring (98) is largely unloaded but still in abutment.
  • the gearhubring (98) still has at least as much bias that the pressure piece (96), the cylindrical rollers (106, 107) and the sliding wedge (92) rest against the adjusting screw (91) without play.
  • a helical spring (28) which holds the sliding wedge (92) in its rear position is arranged in the bore of the free end of the sliding wedge (92).
  • shape memory elements (81, 82) are now energized in the device according to FIG. 1, a braking process is initiated or a clamping action is initiated.
  • the shape memory elements (81, 82) which enlarge their envelope volume push the sliding wedge (92) over the guide piston (53) into the cage seat recess (31) by means of the push element (65), cf. FIG. 2.
  • the shape memory elements (81, 82) remain energized as long as the clamping is to remain.
  • At least the deformation zones of the elements (81, 82) are then heated to about 80 ° Celsius. Possibly. the deformation zones of the shape memory elements (81, 82) are supplied during the clamping phase weaker or pulsed interrupted power to avoid unnecessary heating of the device.
  • the power supply of the shape memory elements (81, 82) is turned off. After a corresponding cooling phase, the length of which should normally be greater than about 200 nanoseconds, the shape memory elements (81, 82) shorten again, eg, as soon as the heating of the deformation zones has fallen below 60 ° Celsius. They completely assume their original shape.
  • a comparable sequence of movements takes place for clamping. Before initiating the clamping both actuators are de-energized and remain, for example, at room temperature.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung eines an mindestens einer Führungsschiene geführten Schlittens, wobei die Vorrichtung mindestens ein über ein Schiebekeilgetriebe betätigbares Reibgehemme umfasst, das wenigstens eine in einem Vorrichtungsgehäuse gelagerte, an die Führungsschiene anpressbare Reibbacke aufweist und wobei das mit Hilfe von Fremdenergie bewegte Schiebekeilgetriebe zur Be- und zur Entlastung des Reibgehemmes pro Be- und Entlastungsrichtung mittels mindestens einem Formgedächtnisstellglied oder mittels einem Federsystem, das mindestens ein Federelement umfasst, bewegbar ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung entwickelt, die bei großer Klemmkraft einen geringen Bauraumbedarf und eine geringe Eigenmasse hat.

Description

Reibgeheirane mit Stellglied
Beschreibung :
Die Erfindung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung eines an mindestens einer Führungsschiene geführten Schlittens, wobei die Vorrichtung mindestens ein, über ein Schiebekeilge- triebe betätigbares, Reibgeheirane umfasst, das wenigstens eine in einem Vorrichtungsgehäuse gelagerte, an die Führungsschiene anpressbare Reibbacke aufweist und wobei das mit Hilfe von Fremdenergie bewegte Schiebekeilgetriebe zur Be- und zur Entlastung des Reibgehemmes pro Be- und Entlastungsrichtung mittels mindestens einem Stellglied oder mittels einem Federsystem, das mindestens ein Federelement umfasst, bewegbar ist.
Aus der DE 102 07 605 Cl ist eine vergleichbare Brems- und/oder Klemmvorrichtung bekannt. Allerdings wird dort das Schiebekeilgetriebe pneumatisch betätigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung zu entwickeln, die bei großer Klemmkraft einen geringen Bauraumbedarf und eine geringe Eigenmasse hat. Zudem soll sie bei wartungsarmer, einfacher und sicherer Handhabung die Brems- und Klemmkräfte reaktionsschnell und nahezu verschleißfrei freisetzen. Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dazu lagert das einzelne Stellglied zwischen einem Gestell oder Gehäuse und einem darin geführten - in einer Arbeits- richtung bewegliches - Betätigungselement ein oder mehrere Formgedächtniselemente, wobei die Formgedächtniselemente direkt oder über ein Getriebe auf das Betätigungselement wirken. Jedes Formgedächtniselement weist eine Hüllgestalt für einen Zustand niedriger und eine Hüllgestalt für einen Zustand hoher Energie auf und jede Hüllgestalt hat in Arbeitsrichtung eine eigene von der jeweils anderen Hüllgestalt differierende Länge. Das einzelne Formgedächtniselement wechselt durch die Zu- oder Abführung von Energie von der einen Hüllgestalt in die andere.
Die einzelne Brems- und/oder Klemmvorrichtung umfasst ein Reib- gehemme und ein zweidimensionales ebenes Schiebekeilgetriebe. Das Reibgehemme wirkt über eine Reibbacke auf eine Führungs- schiene, auf der der Maschinen- oder Messgeräteschlitten gelagert und geführt ist, der diese Vorrichtung trägt. Das einzelne Reibgehemme entwickelt seine Brems- und Klemmwirkung durch das Betätigen eines Stellgliedes. Ggf. kann es auch durch das Freisetzen von in einem Federspeicher gespeicherten Federenergie aktiviert werden.
Die hier verwendeten Stellglieder basieren beispielsweise auf einem metallurgischen Formgedächtniseffekt. Durch Zufuhr und/oder Wegnahme einer bestimmten Wärmemenge ändern sog. Formgedächtniselemente ihre Gestalt. Die Gestaltsänderung wird zur Erzeugung von Weg und Kraft ausgenutzt. Die Wegänderung kann hierbei linear oder gekrümmt, wie z.B. in einem SchwenkzylInder, orientiert sein. Sie kann sich ein-, zwei-, oder dreidimensional erfolgen.
Die Gestaltsänderung der Formgedächtniselemente kann elektrisch oder thermisch bewirkt werden. Im zweiten Fall werden beispielsweise heiße Gase, Dampf oder heiße Flüssigkeiten durch die Form- gedächtniselemente gefördert.
Die Führungsschiene, an denen die Reibbacken zur Anlage kommen, können z.B. prismatische, rechteckförmige, runde, ovale oder po- lygonförmige Querschnitte haben. Auch ist die Reibpaarung nicht auf Linearführungen begrenzt. Anstelle der erwähnten Führungsschienen können im Raum gekrümmte Schienen verwendet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.
Figur 1: Schnitt durch eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung mit zwei Reibgehemmen im unbetätigten Zustand; Figur 2 : Vorrichtung nach Figur 1 im betätigten Zustand; Figur 3: Schnitt durch eine halbseitige Brems- und/oder
Klemmvorrichtung mit zwei Linearantrieben pro Reib- gehemme im betätigten Zustand;
Figur 4: Rückansicht der Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Figur 3;
Figur 5: Linearantrieb mit gleichsinnig angeordneten
Formgedächtniselementen;
Figur 6: Dimetrischer Längsschnitt zu Figur 5; Figur 7: Frontansicht zu Figur 5; Figur 8: Längsschnitt zu Figur 5;
Figur 9: Draufsicht auf ein unbetätigtes Formgedächtniselement mit drei u-förmigen Verformungsabschnitten; Figur 10: Draufsicht auf ein unbetätigtes Formgedächtniselement mit vier geraden, speichenförmig angeordneten
Verformungsabschnitten.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Brems- und/oder Klemmvorrich- tung, wie sie beispielsweise in vielen Horizontal- oder Vertikalschlitten u.a. in Werkzeug- und Messmaschinen verwendet werden. Die Vorrichtungen der vorliegenden Ausführungsform sind hierbei am entsprechenden Geräteschlitten so angeordnet, dass sie die - die Schlittenlängsführung vorgebenden - Führungsschie- nen z.B. mit zwei Reibgehemmen umgreifen.
In den Figuren 1 bis 4 ist ein Abschnitt einer doppelprismatischen Führungsschiene (1) dargestellt. Die Führungsschiene (1) besteht aus einem Stab mit einem annähernd quaderförmigen Hüll- querschnitt, in den beidseitig je eine im Wesentlichen v-förmige Nut mit verbreitertem Nutgrund eingearbeitet ist. Sie kontaktiert über ihre Bodenfläche (7) z.B. das sie tragende hier nicht dargestellte Maschinenbett. Zwischen je zwei Führungsflächen (4, 5) befindet sich hier je eine den Nutgrund bildende vertikale Stegfläche (6) , an der sich beim Bremsen die Reibbeläge (99) der Reibgehemme (90) abstützen.
Die Führungsschiene (1) wird von einem Gehäuse (10) beidseitig umgriffen. Im Gehäuse (10) sind zwei gegeneinander Brems- und Klemmkräfte erzeugende Vorrichtungen integriert. Das im Prinzip c-förmige Gehäuse (10) besteht aus einem Quader, der quer zu seiner Längsausdehnung eine Umgriffsnut (14) aufweist, die einen rechteckförmigen Querschnitt hat. In dem durch die Nut (14) entstandenen Freiraum ist die Führungsschiene (1) platziert. Die Nutbreite ist wenige Millimeter breiter als die Führungsschienenbreite in dem vom Gehäuse (10) umgriffenen Bereich. Die Nuttiefe entspricht ca. 85% der Führungsschienenhöhe.
Das Gehäuse (10) hat z.B. gemäß Figur 4 - quer zur Führungslängsrichtung (2) - eine Gesamtbreite, die ca. der dreifachen Breite der Führungsschiene entspricht. Die Gesamthöhe des Gehäuses (10) beträgt z.B. 130% der Führungsschienenhöhe. Die Länge des Gehäuses (10) - in der Zeichnungsebene von Figur 3 gemessen - entspricht beispielsweise dem Eineinhalbfachen der Führungsschienenhöhe aus Figur 2.
Das Gehäuse (10) hat nach Figur 4 eine rechte (11) und eine linke Gehäusezone (12) . Beide Zonen (11, 12) , befinden sich un- terhalb eines Bereiches, über den die Vorrichtung am entsprechenden Schlitten befestigt wird. Jede Gehäusezone (11, 12), vgl. Figur 3, weist eine mehrstufige Durchgangsbohrung (23, 31, 34, 38) auf, deren Mittellinie (39) parallel zur Führungslängs- richtung (2) orientiert ist, vgl. Figur 3. Die Durchgangsbohrung setzt sich aus einer Führungsflächenbohrung (23) , einer Käfig- sitzausnehmung (31) , einer Stößelbohrung (34) und einer Zylinderbüchsenbohrung (38) zusammen.
Im Bereich der Öffnung der Führungsflächenbohrung (23) befindet sich ein Feingewinde und eine einen Quetschring (24) aufnehmende Nut.
Am planen ringflächigen Grund der Führungsflächenbohrung (23) befindet sich als Anschlag ein Sicherungsring (29) . Hinter dem Sicherungsring (29) liegt die Käfigsitzausnehmung (31) . Sie erstreckt sich über den gesamten Bereich einer quer zur Stufenbohrung (23, 31, 34, 38) vorhandenen Gehemmebohrung (41) . Die Aus- nehmung (31) ist ein Langloch, dessen Breite geringfügig größer ist als die eines dort eingebauten Käfigs (95) . Die maximale Höhe der Ausnehmung (31) entspricht dem Durchmesser der Führungsflächenbohrung (23) . Die Ausnehmung (31), "vgl. in Figur 4 die gestrichelte Linie in der Gehäusezone (11) , hat im Querschnitt an den nicht geradlinigen Flanken eine ovale Kontur, die im oberen und unteren Bereich abschnittsweise der Kontur der Führungsflächenbohrung folgt.
An die Käfigsitzausnehmung (31) bzw. eine Hauptϊ>ohrung (42) , vgl. Figur 2, schließt sich die erheblich kleinere, kurze Stö- ßelbohrung (34) an. Sie bildet den engsten Querschnitt der gesamten Stufenbohrung (23, 31, 34, 38) . Die Stößelbohrung (34) ■ mündet in eine Zylinderbüchsenbohrung (38) , deren Durchmesser z.B. dem Durchmesser der Führungsflächenbohrung (23) entspricht. Die Zylinderbüchsenbohrung (38) trägt ein Feingewinde. Alle Ab- schnitte der Stufenbohrung liegen koaxial zu der Mittellinie (39) .
Die quer zur Stufenbohrung (23, 31, 34, 38) verlaufende Gehemmebohrung (41) hat eine Mittellinie (46) , die die Mittelli- nien (39) der Stufenbohrungen im Ausführungsbeispiel im Abstand von z.B. 1 mm kreuzt. Beispielsweise schneidet die Mittellinie (46) die Mittellinie (2) der Führungsschiene (1) . Letztere (2) liegt in einer Ebene, die durch zwei Geraden definiert wird, die wiederum durch den Schnitt von jeweils zwei an eine Stegfläche (6) anschließende ebenen Führungsflachen (4, 5) erzeugt werden. Die Mittellinie (46) ist um ca. 7% der Tiefe des Gehäuses (10) zur Zylinderbüchsenbohrung (38) hin versetzt.
Jede Gehenimebohrung (41) hat drei abgestufte Bereiche, vgl. Fi- gur 3. Von der Gehäuseaußenseite her sind das eine Hauptbohrung (42) , eine Druckstückführungsbohrung (44) und eine Austrittsbohrung (45) . Die Hauptbohrung (42) schneidet sich mit der Käfigsitzausnehmung (31) . In den Gehäusezonen (11, 12), siehe Figur 1, kann man die Durchdringungslinien (43) erkennen. In diesem Bereich sitzt der Käfig (95) , der zwei Zylinderrollen (106, 107) lagert. Beide Zylinderrollen (106, 107) liegen an einem Schiebekeil (92) eines Schiebekeilgetriebes an. Die außen- liegende Zylinderrolle (106) stützt sich an einer Einstellschraube (91) ab, während die innenliegende Zylinderrolle (107) an einem hier unbelasteten Druckstück (96) anliegt.
Im Bereich der Einstellschraube (91) trägt die Hauptbohrung (42) ein Feingewinde. Die Einstellschraube (91) ist eine zylindrische Scheibe, die an der äußeren Stirnfläche Bohrungen für den Eingriff eines Zapfenschlüssels aufweist. Sie hat ein Außengewinde, das in einer Ringnut endet. In der Nut ist ein Quetschring als Schraubensicherung eingelassen.
Das Druckstück (96) ist ein zylindrischer Kolben mit einer angeformten Kolbenstange. Die Kolbenstange ragt bei betätigtem Reib- gehemme (90) aus der Austrittsbohrung (45) heraus. Am Übergang der Kolbenstange zum Kolben befindet sich eine Stirnnut, in der ein elastischer Rückhubring (98) mit z.B. rechteckigem Einzelquerschnitt sitzt.
Vor der außenseitigen Stirnfläche des Druckstückes (96) ist in der Umgriffsnut (14) eine Reibbacke (99) angeordnet, vgl. Fi- gur 4. Die Reibbacke (99) ist hier beispielsweise ein prismatischer Körper, dessen Kontur teilweise mit der Nutkontur der Führungsschiene (1) korrespondiert. Sie ist im Wesentlichen ein langgestreckter Quader, der zur Führungsschiene (1) hin im Bereich deren Führungsflächen (4, 5) je eine 45°-Schräge aufweist. Die Höhe der Reibbacke (99) entspricht z.B. der doppelten Reibbackenbreite. In der der Stegfläche (6) der Führungsschiene (1) zugewandten Außenfläche ist beispielsweise ein Reibbelag (104) eingepresst. Dazu ist in die Reibbacke (99) von der Außenfläche her eine Vertiefung eingearbeitet, deren Tiefe z.B. das Vierfache des Betrages ist, um den der Reibbelag (104) über die umliegende Außenfläche übersteht. Der Überstand beträgt beispielsweise 0,5 mm. Die Vertiefung stellt sich in der Außenfläche als Rechteck mit abgerundeten Ecken dar. Die Breite ist ge- ringfügig kleiner als die Höhenausdehnung der Stegfläche (6) . Die Länge des Reibbelags (104) entspricht z.B. dem Vierfachen seiner Breite. Sie ist z.B. geringfügig kürzer als die Tiefe des Gehäuses (10) .
Für den Reibbelag (104) wird ein pulvermetallurgisch hergestellter Reibwerkstoff auf Bronzebasis verwendet. Der Reibwerkstoff enthält zusätzlich keramische Bestandteile. Der Reibbelag (104) ist in die Vertiefung (101) eingepresst. Ggf. ist der Reibbelag (104) an den seitlichen Wandungen der Vertiefung (101) ver- klebt oder verlötet.
Es ist auch möglich den Reibbelag z.B. als eine Reihe von mehreren runden, eckigen oder polygonalen Scheiben in entsprechende Vertiefungen einer Reibbacke anzuordnen.
Zwischen dem Druckstück (96) und der Einstellschraube (91) ist der Schiebekeil (92) umgeben von dem Käfig (95) angeordnet. Der Schiebekeil (92) ist z.B. ein trapezförmiger Körper mit recht- eckigen Querschnitten. Er ist starr, z.B. mittels einer
Schraube (54) an einem in der Führungsflächenbohrung (23) gelagerten Führungskolben (53) befestigt. Der Schiebekeil (92), der auch die Kolbenstange des Führungskolbens (53) darstellt, hat u.a. eine Stütz- (94) und eine Keilfläche (93) . Beide Flächen sind rechteckig und z.B. plan. Die jeweils dem Druckstück {96) zugewandte Keilfläche (93) schließt mit diesem z.B. einen spitzen Winkel von 1 bis 5 Winkelgraden ein. Die Stützfläche (94) verläuft parallel zur Stirnfläche der benachbarten Einstellschraube (91) . Beispielsweise verjüngen sich die Querschnitte des Schiebekeils (92) linear mit zunehmendem Abstand weg von der Kolbenstangenseite des Führungskolbens (53) .
Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 ist das erste, in der Nähe des Führungkolbens gelegene Viertel der Länge des Schiebekeils (92) nicht abgeschrägt. Beim Schiebekeil (92) des Ausführungsbeispiel nach Figur 3 schließt sich an die Keilfläche (93) zusätzlich eine Plateaufläche (101) an. Letztere ist parallel zur Stützfläche (94) orientiert. Auf ihr liegt die Druckrolle (107) bei betätigter Vorrichtung auf.
Der den Schiebekeil (92) umgebende Käfig (95) hat eine Querschnittsform, die mit Spiel in die Käfigsitzausnehmung (31) passt. Er hat mittig - parallel zur Führungslängsrichtung - zur Aufnahme des Schiebekeils (92) einen rechteckigen Durchbruch, der geringfügig größer ist als der größte Querschnitt des Schiebekeils (92) . Quer zu diesem Durchbruch befindet sich außermittig ein ebenfalls rechteckiger Durchbruch. Letzterer dient der Aufnahme der Zylinderrollen (106, 107) . Der Durchbruch ist um ca. 7% der Käfiglänge aus der Käfigmitte heraus - von der Kolbenstangenseite des Führungskolbens (53) weg - versetzt. Die Höhen der Durchbrüche entsprechen z.B. der Länge der Zylinderrollen (106, 107) . Beide Durchbrüche sind nicht höhenversetzt.
Im Feingewinde der Führungsflächenbohrung (23) ist ein Kühlkörpergehäuse (51) eingeschraubt. In dem Kühlkörpergehäuse (51), eine dünnwandige zylindrische, ggf. gerippte Büchse mit planem Boden, lagert jeweils ein Linearstellglied (60), das bei Bedarf auf die Vorderseite des Führungskolbens (53) wirkt. Das Linearstellglied (60) wird z.B. mittels eines Sicherungsringes (55) im Kühlkörpergehäuse (51) axial fixiert. Anstelle eines nach Figur 3 mit Kühlrippen (52) ausgestatteten vollflächigen Gehäuses kann auch ein z.B. filigranes mit vielen Durchbrüchen versehenes Gestell verwendet werden, das das Stellglied (60) nur ab- schnitts- oder teilweise umgreift. Ggf. kann das Stellglied z.B. auch über ein Außengewinde direkt im Feiήgewinde der Führungsflächenbohrung (23) eingeschraubt und gesichert werden.
Der in die Führungsflächenbohrung (23) hineinragende Rand des Kühlkörpergehäuses (51) kann einen Anschlag für den Führungskolben (53) bilden. Letzterer hat beispielsweise einen wirksamen Durchmesser von ca. 25 mm.
Die in den Figuren 1 bis 3, 6 und 8 dargestellten Stellglieder (60) haben jeweils ein büchsenförmiges Gehäuse (61) , das mit einem Gehäusedeckel (63) verschlossen ist. Im Gehäuse (61) be- finden sich in der Regel mehrere beispielsweise hintereinander angeordnete Formgedächtniselemente (81, 82) . Letztere wirken auf ein Betätigungselement (65), das in einer z.B. zentralen Bohrung (64) des Gehäusedeckels (63) in Arbeitsrichtung (59) des Stellglieds (60) als Schubglied geradlinig verschiebbar geführt ist.
Nach Figur 3 sind am Vorrichtungsgehäuse (10) vier Stellglieder (60) angeordnet. Alle Stellglieder (60) umfassen jeweils fünf Formgedächtniselemente (81, 82) . Die einzelnen Formgedächt- niselemente (81, 82) haben z.B. eine Hüllgestalt, die der Hüllgestalt einer handelsüblichen Tellerfeder nach DIN 2093 vergleichbarer Größe zumindest annähernd entsprechen. Die Formgedächtniselemente (81, 82) sind im Gehäuse (61) zwischen dem Gehäuseboden (62) und dem Gehäusedeckel (63) gestapelt. Sie sind in den Figuren 1 bis 8 nur symbolisch vereinfacht als tellerfe- derähnlichen Bauteile dargestellt.
In den Figuren 9 und 10 sind zwei unbetätigte, einteilig hergestellte Formgedächtniselemente (81, 82) in der Draufsicht darge- stellt. Jedes Formgedächtniselement (81, 82) besteht aus zwei Ringen (85) und (86) , zwischen denen z.B. mehrere Verbindungselemente (87, 88) in Form von geraden oder gebogenen Speichen angeordnet sind. Die Verbindungselemente (87, 88) sind die soge- nannten Verformungszonen des einzelnen Formgedächtniselements (81, 82) . Die Formgedächtniselemente haben beispielsweise einen Durchmesser von 20 bis 30 Millimetern und eine Wandstärke von ca. einem Millimeter. Bei diesen Abmessungen erzielen sie bei einer Temperaturerhöhung von 60° auf 80° Celsius, abhängig von der Länge der Verformungszonen, eine Längenänderung in Arbeitsrichtung (59) - also normal zur Zeichnungsebene - von ca. 2 bis 3 Millimetern. Ein ausgelenktes Element (81, 82) ist dann mit einer Stützkraft von 50 bis 100 Newton belastbar.
Nach Figur 10 sind bei dem Formgedächtniselement (82) zwischen dem Innenring (85) und dem Außenring (86) vier zumindest annähernd geradlinige Verbindungselemente (88) angeordnet. Sie sind zwischen dem Innenring (85) und dem Außenring (86) mit äquidis- tanter Teilung verteilt. Das einzelne Verbindungselement (88) steht tangential vom Innenring (85) ab. Zur Betätigung des Formgedächtniselements (82) wird diesem Wärme zugeführt. Nach Zufuhr einer bestimmten Wärmemenge verformen sich die Verbindungselemente bogenförmig normal zur Zeichnungsebene. Dadurch wird der axiale Abstand der konzentrischen Ringe (85, 86) z.B. vergrö- ßert. Die Gesamthöhe des einzelnen Formgedächtniselements (82) verdoppelt sich hierbei mindestens.
Gemäß Figur 9 sind bei dem Formgedächtniselement (81) zwischen dem Innenring (85) und dem Außenring (86) drei u-förmige Verbin- dungselemente (87) angeordnet. Jedes Verbindungselement (87) erstreckt sich über eine Viertelkreisfläche. Bei einer Zufuhr von Wärme verformen sich die beiden Schenkel eines Verbindungselements gleichsinnig, so dass sich ein größerer Hub ergibt als bei den Verbindungselementen (86) . Im Ausführungsbeispiel werden die Verbindungselemente (87, 88) mittels Stromdurchfluss erhitzt. Dazu wird zwischen dem Innen- ring (85) und dem Außenring (86) eine elektrische Spannung angelegt. Hat das unbetätigte, relativ kühle Formgedächtniselement (81, 82) eine Hüllgestalt (83) einer belasteten Tellerfeder, so hat das erhitzte Element die Hüllgestalt (84) einer unbelasteten Tellerfeder.
In Figur 3 beinhaltet das unten dargestellte Stellglied (60) fünf betätigte Formgedächtniselemente (81, 82) . Sie sind im Gehäuse (61) wechselweise gestapelt, wobei das unterste Element mit seinem Außenring auf dem Gehäuseboden (62) aufliegt. Das oberste Element des Stapels trägt das Schubglied (65) . Das Schubglied (65) stützt sich am oberen Formgedächtniselement (81, 82) über einen Sicherungsring (66) oder dergleichen ab. Zwischen dem Sicherungsring (66) und dem Gehäusedeckel (63) ist ein Fe- derteller (67) und eine Rückholfeder (68) angeordnet. Die Rückholfeder (68) drückt über den Federteller (67) gegen den Stapel aus Formgedächtniselementen (81, 82) .
Das in Figur 3 oben dargestellte Stellglied (60) ist baugleich zu dem unteren. Allerdings sind dort die Formgedächtniselemente (81, 82) nicht betätigt. Ihre jeweilige Hüllgestalt (83) hat im Verhältnis zu den Hüllgestalten des anderen Stellglieds (60) ein kleineres Volumen. Dadurch befindet sich das Schubglied (65) in seiner hinteren, eingefahrenen Position.
In den Figuren 5 bis 8 ist ein Stellglied dargestellt, in dem die Formgedächtniselemente (81, 82) gleichsinnig angeordnet sind, d.h. alle Elemente (81, 82) sind parallel zueinander aus- gerichtet. Dazu sind in der Innenwandung des Gehäuses (61) z.B. Nuten (71) eingearbeitet, vgl. Figur 8, in denen Sicherungsringe (72) als Auflage für die einzelnen Formgedächtniselemente (81, 82) dienen. Auch das Schubglied (65) weist entspre- chende Nuten (73) und Sicherungsringe (74) auf, an denen sich die Innenkanten der Elemente (81, 82) abstützen. In derartigen Stellgliedern kann die Stützkraft entsprechend der Anzahl der Formgedächtniselemente (81, 82) vervielfacht werden. Allerdings entspricht die Länge eines Arbeitshubs nur der eines Ele- ments (81, 82) .
Selbstverständlich kann die aus den Figuren 1 bis 3 bekannte Anordnung mit der Anordnung nach den Figuren 6 bzw. 8 kombiniert werden, um so Hub und Stützkraft variieren zu können.
Während des Normalbetriebes des die Vorrichtung tragenden Schlittens befindet sich die Vorrichtung entsprechend der Figur 1 im unbetätigten Zustand. Der Führungskolben (53) benutzt den freien Rand des Gehäuses (51) als Anschlag, vgl. Figur 3. Der Schiebekeil (92) befindet sich in seiner hinteren Position. Die Zylinderrollen (106, 107) sitzen unbelastet im Käfig (95) . Der einzelne Käfig (95) wird jeweils von zwei Schraubenfedern (27), die in nichtdargestellten Käfigbohrungen eingesteckt sind und sich am Boden der Käfigsitzausnehmung (31) abstützen, gegen einen als Anschlag dienenden Sicherungsring (29) gedrückt, vgl. rechte Gehäuseseite der Vorrichtung in den Figuren 1 und 2. Dort sind die räumlich darüber liegenden Schraubenfedern (28) nur zur Verdeutlichung weggelassen. Das jeweilige Druck- stück (96) liegt bei weitgehend entlastetem, aber dennoch anliegendem Rückhubring (98) in der Regel nicht an der Reibbacke (99) an. Der Rückhubring (98) hat noch mindestens so viel Vorspannung, dass das Druckstück (96), die Zylinderrollen (106, 107) und der Schiebekeil (92) spielfrei an der Einstellschraube (91) anliegen.
Nach Figur 1 ist in der Bohrung des freien Ende des Schiebe- keils (92) eine Schraubenfeder (28) angeordnet, die den Schiebekeil (92) in seiner hinteren Position hält.
Gemäß Figur 3 würde bei der unbetätigten Brems- und Klemmvorrichtung am freien Ende des Schiebekeils (92) das freie Ende des Schubgliedes (65) des dann betätigten Linearstellgliedes (60) anliegen.
Werden nun bei der Vorrichtung nach Figur 1 die Formgedächtnis- elemente (81, 82) bestromt, wird ein Bremsvorgang eingeleitet bzw. ein Festklemmen eingeleitet. Die ihr Hüllvolumen vergrößernden Formgedächtniselemente (81, 82) schieben mittels des Schubglieds (65) den Schiebekeil (92) über den Führungskolben (53) in die Käfigsitzausnehmung (31) hinein, vgl. Figur 2. Um hier die Klemmkraft zu halten, bleiben die Formgedächtnisele- mente (81, 82) solange bestromt, wie die Klemmung bestehen bleiben soll. Zumindest die Verformungszonen der Elemente (81, 82) sind dann auf ca. 80°Celsius aufgeheizt. Ggf. werden die Verformungszonen der Formgedächtniselemente (81, 82) während der Klemmphase schwächer oder impulsartig unterbrochen mit Strom versorgt, um eine unnötige Erwärmung der Vorrichtung zu vermeiden.
Zum Lösen der Klemmung wird die Stromversorgung der Formgedächtniselemente (81, 82) abgeschaltet. Nach einer entsprechenden Ab- kühlungsphase, deren Länge i.d.R. größer als ca. 200 NanoSekunden sein sollte, verkürzen sich die Formgedächtniselemente (81, 82) wieder, z.B. sobald die Erwärmung der Verformungszonen unter 60°Celsius gefallen sind. Sie nehmen ihre ursprüngliche Gestalt vollständig an. Bei der Vorrichtung nach Figur 3 läuft zum Klemmen ein vergleichbarer Bewegungsablauf ab. Vor dem Einleiten des Klemmens sind beide Stellantriebe stromlos geschaltet und verharren z.B. bei Raumtemperatur.
Im Unterschied zu der Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 liegt die Druckrolle (107) an einer Plateaufläche (101) an. Da diese Fläche im Wesentlichen parallel zu den Stirnflächen des Druckstücks (96) orientiert ist, verharrt der Schiebekeil (92) - bei betätigter Vorrichtung ohne das Einwirken von Rückstellkräften in seiner Position. Folglich kann das Stellglied (60) sofort wieder deaktiviert werden. Die Erwärmung der Vorrichtung ist somit minimal.
Zum Lösen der Klemmung wird nun das jeweils andere Stellglied (60) benutzt. Nach einem kurzzeitigen Bestromen schiebt dessen Schubglied (65) den Schiebekeil (92) in seine Ausgangsposition.
Bezugszeichenliste:
1 Führungsschiene, doppeltrapezförmig
2 Führungslängsrichtung, Mittellinie 4, 5 Führungsflächen
6 Stegfläche
7 Bodenfläche
10 Vorrichtungsgehäuse, Gehäuse
11 Gehäusezone, rechts 12 Gehäusezone, links
14 Umgriffsnut
23 Führungsflächenbohrung
24 Quetschring
27 Schraubenfeder für Rückhub von (95) 28 Schraubenfeder für Rückhub von (92)
29 Sicherungsring
31 Käfigsitzausnehmung, Ausnehmung 34 Stößelbohrung
38 ZyIinderbüchsenbohrung
39 Mittellinie
41 Gehemmebohrung
42 Hauptbohrung
43 Durchdringungslinie
44 Druckstückführungsbohrung
45 Austrittsbohrung 46 Mittellinie
51 Kühlkörpergehäuse, Gestell 52 Kühlrippen
53 Führungskolben
54 Schraube
55 Sicherungsring
59 Arbeitsrichtung
60 Stellglied, Linearstellglied
61 Gehäuse, büchsenförmig 62 Gehäuseboden
63 Gehäusedeckel
64 Deckelbohrung
65 Betätigungselement, Schubglied, Stößel
66 Sicherungsring 67 Federteller
68 Rückholfeder
71 Nuten in (60) 72 Sicherungsringe, groß
73 Nuten in (65)
74 Sicherungsringe, klein
79 Kabel
81 Formgedächtniselement
82 Formgedächtniselement
83 Hüllgestalt, kleines Hüllvolumen 84 Hüllgestalt, großes Hüllvolumen
85 Innenring
86 Außenring
87 Verbindungselemente, Verformungszonen, u-förmig 88 Verbindungselemente, Verformungszonen, geradlinig
90 Reibgehemme
91 Einstellschraube
92 Schiebekeil 93 Keilfläche
94 Stützfläche 95 Käfig
96 Druckstück
98 Rückhubring, elastisch 99 Reibbacke
101 Plateaufläche
104 Reibbelag
106 Zylinderrolle, außenliegend
107 Zylinderrolle, innenliegend

Claims

Patentansprüche:
1. Brems- und/oder Klemmvorrichtung eines an mindestens einer Führungsschiene (1) geführten Schlittens,
- wobei die Vorrichtung mindestens ein über ein Schiebekeilge- triebe (92, 107, 96) betätigbares Reibgehemme (90) umfasst, das wenigstens eine, in einem Vorrichtungsgehäuse (10) gelagerte, an die Führungsschiene (1) anpressbare Reibbacke (99) aufweist und
- wobei das mit Hilfe von Fremdenergie bewegte Schiebekeilge- triebe (92, 107, 96) zur Be- und zur Entlastung des Reibgehem- nαes (90) pro Be- und Entlastungsrichtung mittels mindestens eines Stellgliedes (60) oder mittels eines Federsystems, das mindestens ein Federelement umfasst, bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das einzelne Stellglied (60) zwischen einem Gestell oder Gehäuse (61) und einem darin geführten - in einer Arbeitsrichtung (59) beweglichen - Betätigungselement (65) ein oder mehrere Formgedächtniselemente (81, 82) lagert, wobei die Formgedächtniselemente (81, 82) direkt oder über ein Getriebe auf das Betätigungselement (65) wirken, - dass jedes Formgedächtniselement (81, 82) eine Hüllgestalt (83, 84) für einen Zustand niedriger und eine Hüllgestalt (84, 83) für einen Zustand hoher Energie aufweist und jede Hüllgestalt (83, 84) in Arbeitsrichtung (59) eine eigene, von der jeweils anderen Hüllgestalt differierende Länge hat und
- dass das einzelne Formgedächtniselement (81, 82) durch die Zu- oder Abführung von Energie von der einen Hüllgestalt (83, 84) in die andere Hüllgestalt (84, 83) wechselt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Formgedächtniselement (81, 82) Verformungszonen (87, 88) aufweist, die durch ein Durchleiten von elektri- schem Strom aufgeheizt werden.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllgestalt (83, 84) des einzelnen Formgedächtnisele- ments (81, 82) die Form einer Tellerfeder hat, wobei die Hüllgestalt (83) mit kurzer Arbeitslänge einer mechanisch belasteten Tellerfeder entspricht, während die Hüllgestalt (84) mit großer Arbeitslänge eine mechanisch unbelastete Tellerfeder darstellt.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgedächtniselemente (81, 82) zur Erzielung einer großen Längenänderung in Arbeitsrichtung (59) wechselweise geschichtet sind.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgedächtniselemente (81, 82) zur Erzielung einer großen Stellkraft in Arbeitsrichtung (59) gleichsinnig geschichtet sind.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgedächtniselemente (81, 82) zur Erzielung einer bestimm- ten Stellkraft und einer bestimmten Längenänderung in Arbeitsrichtung (59) gruppenweise gleichsinnig und wechselweise geschichtet sind.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (65) ein im Gehäuse (61) linear verschiebbares Schubglied ist.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längendifferenz zwischen den Hüllgestalten (83) und (84) in Arbeitsrichtung (59) mindestens 1,5 Millimeter beträgt.
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