BREMS- UND/ODER KLEMMVORRICHTUNG MIT WÄLZGELAGERTEM KEILGETRIEBE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung, die eine relativ zu ihr bewegliche Stange zumindest teilweise umgreift, wobei die Brems- und/oder Klemmvorrichtung mindestens ein Keilgetriebe mit einem zumindest annähernd parallel zur Stange beweglichen Keil und einen zumindest annähernd radial zur Stange beweglichen Stößel, eine auf den Keil wirkende Betätigungsvorrichtung und eine auf den Keil wirkende Lösevorrichtung umfasst, wobei zumindest die Bewegungsfuge des Keilgetriebes zwischen dem Keil und dem Stößel wälzgelagert ausgeführt ist.

[0002] Aus den Produktinformation Nr. F 10 der Sitema GmbH & Co. KG, "Doppeltwirkende Feststelleinheiten", Stand 03/03 ist eine derartige Vorrichtung bekannt. Ein hülsenförmiger Keil mit einem Innenkonus wirkt hierbei auf eine Klemmhülse mit einem Außenkonus. Diese Vorrichtung hat einen niedrigen Wirkungsgrad, da bei der Betätigung und beim Lösen hohe Reibungsverluste entstehen.

[0003] Aus der JP 11013714 A ist eine Bremse ohne Stößel bekannt. Zwischen einem Ringkeil und einer zylindrischen Hülse mit einem Bremsbelag sind in einem Käfig gehaltene Kugeln unterschiedlichen Durchmessers angeordnet.

[0004] Aus der US 2002/0185342 A1 ist eine elektromagnetisch lösbare Bremse bekannt. Die Bremse umfasst ein federbelastetes Keilgetriebe, wobei zwischen dem fliegend angeordneten Keil und einem Bremsschuh eine Flachkäfig-Rollenlagerung angeordnet ist. Die zu bremsende Schiene liegt mit ihrer dem Bremsschuh abgewandten Seite permanent an einem Reibbelag an.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung zu entwickeln, die bei kompakter Bauweise eine hohe Klemmkraft ermöglicht.

[0006] Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu drückt der betätigte Stößel eine Klemmhülse radial vorgespannt an die Stange an. Außerdem ist die Bewegungsfuge des Keilgetriebes zwischen dem Keil und dem Gehäuse der Brems- und/oder Klemmvorrichtung wälzgelagert ausgeführt.

[0007] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.

Figur 1:

Dimetrischer Schnitt einer Klemm- und/oder Bremsvorrichtung;

Figur 2:

Teillängsschnitt durch eine Vorrichtung nach Figur 1 im gelüftete Zustand;

Figur 3:

Teillängsschnitt durch eine Vorrichtung nach Figur 1 im betätigten Zustand;

Figur 4:

Querschnitt durch eine Vorrichtung nach Figur 1;

Figur 5:

Klemmhülse;

Figur 6:

Prinzipskizze einer gelüfteten Brems- und/oder Klemmvorrichtung;

Figur 7:

Prinzipskizze einer betätigten Brems- und/oder Klemmvorrichtung.

[0008] Die Figuren 1 bis 4 zeigen Längs- und Querschnitte einer Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10), z.B. einer Hubbremse (10). Die Hubbremse (10) umgreift eine durch die Hubbremse (10) hindurchgeführte Stange (1), die z.B. auf beiden Stirnseiten (11, 12) aus der Hubbremse (10) heraussteht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umgreift die Hubbremse (10) die Stange (1) vollständig. Die Hubbremse (10) kann die Stange (1) aber auch in einem Segment umgreifen, wobei der Segmentwinkel mindestens 210 Winkelgrad beträgt. Die Stange (1) ist zumindest in axialer Richtung - in Richtung der Längsachse der Stange (1) - relativ zur Hubbremse (10) beweglich.

[0009] Die Stange (1) hat beispielsweise einen zylindrischen Querschnitt, wobei ihr Durchmesser z.B. 28 mm beträgt. Die Stange (1) kann beispielsweise auch einen elliptischen, ovalen, quadratischen, rechteckigen, drei- oder mehreckigen Querschnitt haben. Sie kann z.B. eine Hubstange, eine waagerechte oder geneigte Führungsstange, eine Kolbenstange etc. sein.

[0010] Die Hubbremse (10) umfasst ein beispielsweise zylindrisches Gehäuse (13), in dem ein z.B. sechs Keilgetriebe (41), eine Betätigungsvorrichtung (81) und eine Lösevorrichtung (91) angeordnet sind. Zur Aktivierung der Lösevorrichtung (91) ist am Gehäuse (13) beispielsweise ein Pneumatikanschluss (14) vorgesehen.

[0011] Das Gehäuse (13) hat z.B. eine Länge von 160 mm und einen Durchmesser von 135 mm. Es besteht beispielsweise aus einem Hauptgehäuseteil (15) und einem mit diesem verschraubten Adaptergehäuseteil (16). An seinen beiden stirnseitigen Enden ist es jeweils mit einem Deckel (17, 18) verschlossen. Hierbei ist der Abstützdeckel (17) auf das Hauptgehäuseteil (15) und der Anschlussdeckel (18) auf das Adaptergehäuseteil (16) aufgeschraubt. Die einzelnen Bauteile (15 - 18) können auch mittels Verbindungselementen, z.B. Schrauben, miteinander verbunden sein. Hierzu können die einzelnen Bauteile (15 - 18) z.B. Durchgangsbohrungen und/oder Gewinde aufweisen. Auch eine Ausführung mit Flanschen oder eine Zugankerbauweise ist denkbar.

[0012] Das Hauptgehäuseteil (15) hat z.B. die Gestalt eines Rohres, dessen Länge etwa 60% der Länge der Hubbremse (10) beträgt. Beide Rohrenden tragen Außengewinde (21) zur Aufnahme der Anschlussbauteile (16, 17). Die Innenwandung (22) hat z.B. sechs durchgängige Führungsnuten (23), vgl. die Figuren 2 - 4. Die Breite der Führungsnuten (23) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 12% des Durchmessers des Hauptgehäuseteils (15). Das Hauptgehäuseteil (15) hat außerdem bei etwa 25% seiner Länge, vom Adaptergehäuseteil (16) aus gesehen, Gewindebohrungen (24), die z.B. mittig in den Führungsnuten (23) liegen.

[0013] In jeder Führungsnut (23) sitzt jeweils ein quaderförmiger Führungsklotz (19), dessen Länge etwa der Hälfte der Länge des Hauptgehäuseteils (15) entspricht. Diese Führungsklötze (19) sind z.B. mittels Stiftschrauben (25), die in den Gewindebohrungen (24) sitzen, befestigt. Die radial nach innen orientierte Oberfläche (26) der Führungsklötze (19) ist beispielsweise gehärtet. Die Führungsklötze (19) können auch Teil des Hauptgehäuseteils (15) sein.

[0014] Jeder Führungsklotz (19) stützt ein Keilgetriebe (41) ab. Das einzelne Keilgetriebe (41) umfasst einen nahe am Führungsklotz (19) liegenden Keil (42) und einen nahe an der Stange (1) liegenden Stößel (43). Die Keile (42) sind in einer Richtung parallel zur Stange (1) beweglich. Zwischen den Führungsklötzen (19) und den Keilen (42) sind Wälzelemente (44) angeordnet. Diese Wälzelemente (44) sind beispielsweise Rollen (44), die durch Käfige (45) gehalten sind. Die Achsen der Rollen (44) liegen quer zur Achse der Stange (1). Der Achsabstand der äußersten Rollen (44) zueinander beträgt hier 72% der Länge der Führungsklötze (19). Die Länge der gesamten Rollenführungen (44, 45) entspricht im Ausführungsbeispiel etwa 95% der Länge der Führungsklötze (19). Die Käfige (45), z.B. Kunststoff- oder Metallkäfige, haben einen H-förmigen Querschnitt, vgl. Figur 4. Hierbei ragen die beiden seitlichen Stege (56, 57) über die Führungsklötze (19) und die Keile (42) und führen die beiden Teile (19, 42) zueinander quer zur Führungsrichtung der Rollenführungen (44, 45).

[0015] Die Keile (42) sind beispielsweise um 25% länger als die Führungsklötze (19), vgl. die Figuren 2 und 3. Bei der in der Figur 2 dargestellten gelüfteten Hubbremse (10) stehen sie in Richtung der Betätigungsvorrichtung (81), in der Löserichtung (3), über die Führungsklötze (19) über. Ist die Hubbremse (10) betätigt, vgl. Figur 3, stehen die Keile (42) in Richtung der Lösevorrichtung (91), in der Betätigungsrichtung (2), über die Führungsklötze (19) über. An den Keilen (42) sind beispielsweise zumindest die Laufflächen (53) für die Wälzelemente (44) und die diesen abgewandten Keilflächen (54) gehärtet, die Keile (42) können aber auch durchgehärtet sein. Die Keilflächen (54) der Keile (42) haben eine Steigung von z.B. 1 Grad. Die Keile (42) verjüngen sich in diesem Ausführungsbeispiel in Richtung der Lösevorrichtung (91).

[0016] Zwischen den Keilflächen (54) und den Stößeln (43) liegt in allen Keilgetrieben (41) jeweils z.B. eine weitere Rollenführung (46, 47). Der Aufbau und die geometrischen Abmessungen dieser Rollenführungen (46, 47) entsprechen z.B. dem Aufbau und den geometrischen Abmessungen der Rollenführungen (44, 45). Als Wälzelemente (44, 46) können statt der in den Figuren 1 und 4 dargestellten Rollen auch Kugeln, Nadeln, etc. eingesetzt werden. Die beiden seitlichen Stege (58, 59) der Käfige (47) ragen über die Keile (42) und die Stößel (43). Hierdurch verhindern sie einen seitlichen Versatz, vgl. Figur 4, der beiden Bauteile (42, 43) zueinander.

[0017] Die Länge der Stößel (43) entspricht hier der Länge der Führungsklötze (19). Im dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel verjüngen die Stößel (43) sich in Richtung der Betätigungsvorrichtung (81). Ihre ggf. gehärteten Oberseiten (61) haben z.B. die gleiche Steigung wie die Keilflächen (54) der Keile (42). Die Unterseiten (62) sind ebene Flächen. Mindestens eine Normale zu jeder dieser Flächen schneidet die Mittellinie der Stange (1). Die Stößel (43) können auch durchgehärtet sein.

[0018] Für eine Bewegung in der Klemmrichtung (4), vgl. Figur 3, werden die Stößel (43) z.B. durch den Deckel (17) und das Adaptergehäuseteil (16) geführt. Die Führungsflächen (27, 31) dieser Bauteile (16, 17) haben einen geringen Abstand zu den Stirnflächen (63, 64) der Stößel (43). Dieser Abstand beträgt maximal einige Zehntelmillimeter. Gegebenenfalls können die Führungsflächen (27, 31) und/oder die Stirnflächen (63, 64) der Stößel (43) geschmiert sein oder mit einer selbstschmierenden Oberfläche beschichtet sein. Auch der Einsatz von Wälzelementen ist denkbar.

[0019] Die Unterseiten (62) der Stößel (43) wirken auf eine Klemmhülse (71), vgl. die Figuren 1 - 4. Diese Klemmhülse (71) umgreift im Ausführungsbeispiel die Stange (1) vollständig. Sie ragt in eine zentralen Bohrung (32) des Deckels (17). In axialer Richtung, vgl. die Figuren 2 und 3, wird ihre Lage durch die zentrale Bohrung (32) und die Führungsfläche (27) des Adaptergehäuseteil (16) begrenzt. Hierbei besteht zumindest zwischen der Klemmhülse (71) und der Führungsfläche (27) eine Bewegungsfuge (72). Die Klemmhülse (71) kann in radialer und axialer Richtung durch die zentrale Bohrung (32) des Deckels (17) fixiert sein.

[0020] Die Klemmhülse (71) ist als Einzelteil in der Figur 5 dargestellt. Ihre Länge beträgt beispielsweise 82,5 mm. Sie hat einen hohlzylinderförmigen Grundkörper (73) mit einem maximalen Außendurchmesser von z.B. 47 mm. Der Innendurchmesser ist wenige Hunderstel Millimeter größer als der Stangendurchmesser, so dass die Klemmhülse (71) leicht auf die Stange (1) aufschiebbar ist. Der Werkstoff der Klemmhülse (71) ist z.B. ein metallischer oder ein nichtmetallischer Werkstoff. Auch ein Verbundwerkstoff kann eingesetzt werden. Die Klemmhülse (71) kann z.B. pulvermetallurgisch hergestellt sein.

[0021] Der Grundkörper (73) hat beispielsweise sechs am Umfang gleichmäßig verteilte Längsschlitze (74), deren Länge z.B. 90 % der Länge des Grundkörpers (73) beträgt. Diese Längsschlitze (74), ihre Breite beträgt z.B. 3 mm, enden jeweils in einer Entlastungsbohrung (75). Sie teilen Klemmelemente (76) voneinander ab. Diese Klemmelemente (76) haben auf ihren Außenseiten (77) z.B. eingefräste Stößelauflageflächen (78). Diese sind beispielsweise ebene Planflächen, auf denen nach dem Zusammenbau der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) die Stößel (43) vollflächig aufliegen. Die Stößel (43) sitzen somit z.B. formschlüssig in der Klemmhülse (71). Die einzelne Stößelauflagefläche (78) kann auch die Breite eines Klemmelements (76) haben.

[0022] Die Innenwandungen der Klemmelemente (76) sind die Reib- und/oder Bremsbeläge (79), die sich beim Bremsen und/oder beim Klemmen der Vorrichtung (10) an die Stange (1) anlegen. Gegebenenfalls können die Reib- und/oder Bremsbeläge (79) als Beschichtung auf die Innenwandung der Klemmhülse (71) aufgebracht sein.

[0023] Die Betätigungsvorrichtung (81) umfasst beispielsweise sechs Federn (82), die zwischen einer Ringplatte (83) und dem Abstützdeckel (17) angeordnet sind. Die Ringplatte (83) liegt mit ihrer Keilanlageseite (84) an den Stirnseiten (51) aller Keile (42) an. Die Federn (82), z.B. Schraubenfedern (82), sitzen in Einsenkungen (86) der den Keilen (42) abgewandten Federanlageseite (85) der Ringplatte (83). Diese Einsenkungen (86) sind auf einem regelmäßigen Teilkreis angeordnet. Die Stärke der Ringplatte (83) im Bereich der Einsenkungen (86) beträgt z.B. 4 mm. Die gedachten Mittellinien (87) der Federn (82) durchdringen die Keil (42) zumindest annähernd zentrisch. Die deckelseitige Abstützfläche (33) der Federn (82) ist beispielsweise eine Planfläche.

[0024] Die Anzahl der Federn (82) kann höher oder niedriger sein als die Anzahl der Keilgetriebe (41). So kann z.B. eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) mit sechs Keilgetrieben (41) eine Betätigungsvorrichtung (81) mit drei Federn (82) umfassen. Die Mittellinien (87) der Federn (82) können in der Betätigungsrichtung (2) der Keil (42) liegen, ohne letztere zu durchdringen.

[0025] Die in den Figuren 1 - 3 dargestellten Federn (82) sind z.B. Schraubenfedern (82) mit einem rechteckigen Querschnitt. Es können aber auch Federn (82) mit kreisförmigen Querschnitt, Tellerfedern etc. eingesetzt werden.

[0026] Die Betätigungsvorrichtung (81) kann auch hydraulisch, pneumatisch oder mittels eines Motors betrieben werden. So kann beispielsweise bei einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung die Ringplatte (83) der Kolben einer Zylinder-Kolbeneinheit sein oder mit diesem Kolben verbunden sein. Auch der Einsatz eines Piezoelementen oder eines Formgedächtniselements ist denkbar.

[0027] Die Lösevorrichtung (91) umfasst beispielsweise zwei in Reihe geschaltete pneumatisch betriebene Zylinder-Kolbeneinheiten (92, 93; 94, 95), die auf die Löseseite (52) der Keile (42) wirken. Die Kolben (93, 95) beider Zylinder-Kolbeneinheiten (92, 93; 94, 95) sind mittels Kolbenstangen (96) miteinander verbunden.

[0028] Der Zylinder (92) ist ein Ringzylinder, der durch das Adaptergehäuse (16) gebildet wird. Der Kolben (93) ist ein Ringkolben (93), dessen Außendurchmesser z.B. 117 mm und dessen Innendurchmesser beispielsweise 36 mm beträgt. In seiner Bohrung (101) und an seinem äußeren Umfang trägt er Dichtelemente (102, 103), z.B. O-Ringe. Im montierten Zustand, vgl. die Figuren 1 - 3 ragt das Adaptergehäuseteil (16) dornartig durch die Bohrung (101) des Ringkolbens (93). Die Kolbenfläche (104) hat eine Einsenkung (105), deren Fläche z.B. 75% der Kolbenfläche (104) beträgt. Der Ringkolben (93) hat in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise sechs in Richtung der Keilgetriebe (41) ragende Finger (106). Diese sind bündig mit der äußeren Umfangskontur des Ringkolbens (93) und liegen im montierten Zustand, vgl. die Figuren 1 und 4, im Raum zwischen den Führungsklötzen (19). Die Finger (106) sind hier um wenige Millimeter kürzer als die Keile (42). Statt sechs Fingern (106) kann der Ringkolben (93) beispielsweise drei Finger (106) umfassen, die dann z.B. in jedem zweiten Zwischenraum zwischen den Führungsklötzen (19) liegen. Gegebenenfalls kann der Kolben (93) ohne Finger (106) ausgeführt sein.

[0029] In der zusammengebauten Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) liegen alle Keile (42) mit ihrer Löseseite (52) an der Keilanlagefläche (107) des Ringkolbens (93) an.

[0030] Der Zylinder (94) ist ein Ringzylinder, der durch den Anschlussdeckel (18) gebildet wird. In diesem Zylinder (94) sitzt der Ringkolben (95) verschiebbar auf einem Deckeldorn (37). Die dem Deckel (18) zugewandte Kolbenfläche (111) - sie ist z.B. 5% größer als die Kolbenfläche (104) - hat eine Einsenkung (112), deren Fläche mehr als 50% der Kolbenfläche (111) beträgt.

[0031] Der Deckel (18) verfügt über einen Zuführkanal (35), durch den z.B. Luft vom Pneumatikanschluss (14) in den vom Kolben (95) und vom Deckel (18) begrenzten Zylinderraum (113) gefördert wird.

[0032] Auf der dem Zylinderraum (113) abgewandten Kolbenstangenseite (114) sind die z.B. sechs Kolbenstangen (96) in den Ringkolben (95) eingesetzt. Diese Kolbenstangen (96) sind beispielsweise so angeordnet, dass ihre gedachte Mittellinie zumindest annähernd zentrisch die Löseseiten (52) der Keile (42) durchdringen. Jede Kolbenstange (96) hat eine zentrale Kolbenstangenbohrung (97), die mit einer Kolbenbohrung (115) im Kolben (95) fluchtet. Der Innenraum der Kolbenstangenbohrung (97) ist damit mit dem Zylinderraum (113) verbunden. Die Kolbenstangen (96) sind durch das Adaptergehäuse (16) abgedichtet hindurchgeführt und liegen am Ringkolben (92) an. Eine radiale Öffnung (117) verbindet hier die Kolbenstangenbohrung (97) mit dem Zylinderraum (108), der durch das Adaptergehäuse (16) und dem Ringkolben (93) begrenzt wird.

[0033] Die Anzahl der Kolbenstangen (96) der Lösevorrichtung (91) kann niedriger oder höher als die Anzahl der Keilgetriebe (41) sein. Die Lösevorrichtung (91) kann auch so ausgeführt sein, dass die gedachten Mittellinien der Kolbenstangen (96) parallel zur Löserichtung (3) der Keile (42) verlaufen und die Keile (42) nicht durchdringen.

[0034] Gegebenfalls kann die hier dargestellte pneumatische Lösevorrichtung (91) mit nur einem Ringkolben (93) ausgeführt sein. Das Adaptergehäuseteil (16) hat dann einen Pneumatikanschluss (14) und schließt das Gehäuse (13) ab. Auf den zweiten Ringkolben (95) und die Kolbenstangen (96) kann dann verzichtet werden. Auch eine Ausführung mit drei oder mehr oder mehr hintereinandergeschalteten Kolben ist denkbar.

[0035] Anstatt mit einem pneumatischen Antrieb kann die Lösevorrichtung (91) hydraulisch oder mittels eines Motors betrieben werden. Auch der Einsatz von Piezoelementen oder eines Formgedächtniselements ist denkbar.

[0036] Der Anschlussdeckel (18) hat auf seiner Außenseite Befestigungsbohrungen (36), mit der die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) an einem gegenüber der Stange (1) beweglichen Bauteil befestigt werden kann.

[0037] Bei der Montage der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) werden beispielsweise zunächst die Führungsklötze (19) in das Hauptgehäuseteil (15) eingesetzt und mittels der Stiftschrauben (25) gesichert. Gegebenenfalls kann jeder Führungsklotz (19) mittels zweier Einstell- oder Stiftschrauben (25) befestigt werden, um eine radiale Einstellung der Führungsklötze (19) zu ermöglichen.

[0038] Nach dem Einsetzen der Rollenführungen (44, 45) und der Keile (42) werden dann z.B. die Rollenführungen (46, 47) und die Stößel (43) von der Seite der Lösevorrichtung (91) aus eingesetzt. Von dieser Seite aus wird auch der Ringkolben (93) so eingesetzt, dass die Finger (106) zwischen den Führungsklötzen (19) liegen. Anschließend kann das Adaptergehäuseteil (16) an das Hauptgehäuseteil (15) geschraubt werden. Hierbei wird das Adaptergehäuseteil (16) so eingestellt, dass ein geringer Führungsspalt zu den Stößeln (43) verbleibt und dass die Bohrungen (28) für die Kolbenstangen (96) mit den Keilen (42) fluchten.

[0039] Im nächsten Montageschritt wird beispielsweise der Ringkolben (95) mit den auf ihm vormontierten Kolbenstangen (96) in das Adaptergehäuse (16) eingesteckt und anschließend der Befestigungsdeckel (18) auf das Adaptergehäuseteil (16) aufgeschraubt.

[0040] Von der Seite der Betätigungsvorrichtung (81) aus kann nun die Klemmhülse (71) so eingesetzt werden, dass die Klemmelemente (76) unter den Stößeln (43) liegen. Gegebenenfalls sind zur Montage der Klemmhülse (71) die Keile (42) in der Löserichtung (3) zu verschieben. Dies kann während der Montage von Hand oder mittels der Lösevorrichtung (91) erfolgen.

[0041] Zur Fertigstellung der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) werden nun die Ringplatte (83) und die Federn (82) eingesetzt. Hierbei wird die Ringplatte (83) so eingesetzt, dass die Einsenkungen (86) mit den Keilen (42) fluchten. Um das Gehäuse (13) zu schließen, wird der Deckel (17) auf das Hauptgehäuseteil (15) geschraubt. Nach der Montage kann die Klemmhülse (71) außerhalb der Klemmelemente (76) z.B. durch den Deckel (17) in radialer und/oder axialer Richtung fixiert sein.

[0042] Die Reihenfolge der Montageschritte kann auch anders gewählt werden. Hierbei können auch einzelne Bauteile miteinander verbunden werden, z.B. mittels Verbindungselementen. Zur Einstellung der Führungs- und Bewegungsfugen (72, 66, 67) können Einstellmittel vorgesehen sein.

[0043] Um die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) zu zentrieren, kann diese z.B. an einem Lehrdorn ausgerichtet werden. Hierfür wird ein Lehrdorn, dessen Querschnitt identisch ist mit dem Querschnitt der Stange (1), in die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) eingesetzt. Nun können durch Einstellung der Führungsklötze (19) die Reibbeläge (79) z.B. so eingestellt werden, dass das Gehäuse (13) gegenüber der Stange (1) zentriert ist.

[0044] Bei der Montage der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) an der Stange (1) wird die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) beispielsweise bei aktivierter Lösevorrichtung (91) auf die Stange (1) geschoben. Hiernach wird die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) z.B. an einem Werkzeugschlitten befestigt, der relativ gegenüber der Stange (1) beweglich ist.

[0045] Wird der pneumatische Druck der Lösevorrichtung (91) abgeschaltet, schiebt die Betätigungsvorrichtung (81) das Keilgetriebe (41) von der in der Figur 2 gezeigten gelüfteten Position der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) in die in der Figur 3 dargestellte betätigte Position der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10). Hierbei wird mittels der Federn (82) die Ringplatte (83) in der Betätigungsrichtung (2) verschoben. Die Ringplatte (83) drückt sämtliche Keile (42) in diese Richtung, wobei die Keile (42) an den Rollen (44) entlang wälzen. Der Keilhub beträgt beispielsweise 10 mm. Die Rollenführungen (44, 45) in dieser Bewegungsfuge (66) werden hierbei um den halben Hub der Keile (42) versetzt. Die Keile (42) verschieben die Kolben (93, 95) z.B. in die in der Figur 3 dargestellte rechte Endlage. Hierbei kann z.B. die Druckluft aus den Zylinderräumen (108, 113) durch Schnellentlüftungsventile entweichen.

[0046] Bei ihrer Bewegung wälzen die Keile (42) gleichzeitig entlang der Wälzelemente (46) ab. Auch in der Bewegungsfuge (67) werden die Rollenführungen (46, 47) um den halben Keilhub verschoben. Gleichzeitig werden die Stößel (43), die ebenfalls an den Wälzelementen (46) abwälzen, radial in Richtung der Stange (1) verschoben. In dieser Klemmrichtung (4) werden sie mittels der Führungsflächen (27, 31) geführt. Die Stößel (43) pressen in der Klemmrichtung (4) die Bremsbeläge (79) unter elastischer Verformung der Klemmelemente (76) der Klemmhülse (71) gegen die Stange (1). Die Klemmkraft in diesem Ausführungsbeispiel entspricht etwa der sechzigfachen Federkraft. Die Klemmhülse (71) wird in radialer Richtung vorgespannt. Hiermit wird beispielsweise ein bewegter Werkzeugschlitten abgebremst oder bei einem stehenden Werkzeugschlitten die Stange (1) zum Halten der Position geklemmt.

[0047] Das Klemmen und/oder Bremsen erfolgt ohne Verzögerung bei Wegnahme des Pneumatikdrucks. Selbst wenn die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) während einer längeren Zeitdauer nicht betätigt wird, spricht die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) aufgrund der geringen Anlauf- und Rollreibung der Wälzführungen (44, 45; 46, 47) in den Bewegungsfugen (66, 67) sofort an. Somit ist eine sichere Notbremsfunktion gewährleistet.

[0048] Zum Lösen der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) wird der Pneumatikanschluss (14) z.B. an das Druckluftnetz angeschlossen. Die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) wird nun von dem in der Figur 3 gezeigten, die Stange (1) klemmenden Zustand in den in der Figur 2 dargestellten gelösten Zustand übergeführt.

[0049] Die einströmende Druckluft dringt in den Zylinderraum (113) und durch die Kolbenstangenbohrung (97) hindurch in den Zylinderraum (108) ein. Die Kolben (93, 95) werden in der Löserichtung (3) verschoben. Die Finger (106) verhindern dabei ein Verkippen des Kolbens (93). Die auf die Keile (42) übertragene Kraft ist die Summe der Schubkräfte der Kolben (93) und (95). Hiermit wird mit dieser kompakten Lösevorrichtung (91) ein hohe Kraft zum Lüften der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) erzeugt. Die Keile (42) werden in der Löserichtung (3) durch die Rollenführungen (44, 45) geführt und schieben die Ringplatte (83) ebenfalls in die Löserichtung (3). Hierbei werden die Federn (82) komprimiert.

[0050] Die elastisch verformte Klemmhülse (71) drückt unter Rückverformung der Klemmelemente (76) die Stößel (43) gegen die Rollenführungen (46, 47). Beim Abheben der Reibbeläge (79) wird die Stange (1) freigegeben. Beispielsweise kann der Werkzeugschlitten jetzt wieder frei bewegt werden. Während des Lüftens der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) bleiben die Rollenführungen (44, 45; 46, 47) ständig belastet.

[0051] Die erforderliche Lösekraft ist annähernd konstant, da die Anlaufreibung der Rollenführungen (44, 45, 46, 47) nur unwesentlich höher ist als die Rollreibung.

[0052] Da bei der Betätigung und beim Lüften der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) nur geringe Reibungsverluste entstehen, hat diese Vorrichtung (10) einen hohen Wirkungsgrad. Trotz ihrer kompakten Abmessungen können mit dieser Vorrichtung (10) hohe Brems- und/oder Klemmkräfte erreicht werden.

[0053] Die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) kann für verschiedene Stangendurchmesser eingesetzt werden. Für eine Stange (1) kleineren Durchmessers wird z.B. die Klemmhülse (71) gegen eine Klemmhülse ausgetauscht, die zumindest im Bereich der Reib- und/oder Bremsbeläge (79) einen kleineren Innendurchmesser hat.

[0054] Die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) kann z.B. mit drei Keilgetrieben (41) ausgeführt sein. Im Querschnitt sind diese dann z.B. in einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordnet.

[0055] Das Keilgetriebe (41) kann auch einen konusringförmigen Keil und einen konusringförmigen Stößel umfassen. Die Wälzelemente in den Bewegungsfugen sind dann beispielsweise Kugelhülsen mit oder ohne Kugelrückführung.

[0056] Die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) erfordert nur einen geringen Wartungsaufwand. Sie kann daher auch an schwer zugänglichen Stellen einer Anlage eingebaut werden.

[0057] Die Figuren 6 und 7 zeigen Prinzipskizzen einer gelüfteten und einer betätigten Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10). Die Klemmhülse (71) ist hier mit einem elastischen Gelenk (121), z.B. einem Filmgelenk (121) dargestellt. Ist die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) gelöst, vgl. Figur 6, besteht zwischen den Reib- und/oder Bremsbelägen (79) und der Stange (1) ein Spalt (6).

[0058] Bei der Betätigung der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) werden die Klemmelemente (76) mit den Reib- und/oder Bremsbelägen (79) mittels der Keilgetriebes (41) gegen die Stange (1) gepresst. Das elastische Gelenk (121) wird hierbei verformt und somit die Klemmhülse (71) radial vorgespannt an die Stange (1) angedrückt.

Bezugszeichenliste:

[0059] 

1

Stange

2

Betätigungsrichtung

3

Löserichtung

4

Brems- und/oder Klemmrichtung

6

Spalt

10

Brems- und/oder Klemmvorrichtung, Hubbremse

11, 12

Stirnseiten von (10)

13

Gehäuse

14

Pneumatikanschluss

15

Hauptgehäuseteil

16

Adaptergehäuseteil

17

Deckel, Abstützdeckel

18

Deckel, Anschlussdeckel, Befestigungsdeckel

19

Führungsklötze

21

Außengewinde

22

Innenwandung

23

Führungsnuten

24

Gewindebohrungen

25

Stiftschrauben

26

Oberfläche von (19)

27

Führungsflächen von (16)

28

Bohrungen in (16)

29

Dichtungen in (28)

31

Führungsflächen von (17)

32

Zentrale Bohrung von (17)

33

Abstützfläche von (17)

35

Zuführkanal in (18)

36

Befestigungsbohrungen

37

Deckeldorn

41

Keilgetriebe

42

Keile

43

Stößel

44

Wälzelemente, Teil der Rollenführung, Rollen

45

Käfige, Teil der Rollenführung

46

Wälzelemente, Teil der Rollenführung, Rollen

47

Käfige, Teil der Rollenführung

51

Stirnseiten von (42), Betätigungsseite

52

Stirnseiten von (42), Löseseite

53

Laufflächen von (42)

54

Keilflächen von (42)

56, 57

Stege von (45)

58, 59

Stege von (47)

61

Oberseiten von (43)

62

Unterseiten von (43)

63, 64

Stirnflächen von (43)

66, 67

Bewegungsfugen

71

Klemmhülse

72

Bewegungsfugen

73

Grundkörper

74

Längsschlitze

75

Entlastungsbohrungen

76

Klemmelemente

77

Außenseiten

78

Stößelauflageflächen

79

Reib- und/oder Bremsbeläge

81

Betätigungsvorrichtung

82

Federn, Schraubenfedern

83

Ringplatte

84

Keilanlageseite von (83)

85

Federanlageseite von (83)

86

Einsenkung

87

Mittellinien von (82)

91

Lösevorrichtung

92

Zylinder

93

Kolben, Ringkolben

94

Zylinder

95

Kolben, Ringkolben

96

Kolbenstangen

97

Kolbenstangenbohrung

101

Bohrung

102, 103

Dichtelemente

104

Kolbenfläche von (93)

105

Einsenkung

106

Finger

107

Keilanlagefläche

108

Zylinderraum

111

Kolbenfläche von (95)

112

Einsenkung in (111)

113

Zylinderraum

114

Kolbenstangenseite

115

Kolbenbohrung

117

radiale Öffnung in (96)

121

Gelenk, Filmgelenk

Ansprüche

1. Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10), die eine relativ zu ihr bewegliche Stange (1) zumindest teilweise umgreift, wobei die Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) mindestens ein Keilgetriebe (41) mit einem zumindest annähernd parallel zur Stange (1) beweglichen Keil (42) und einen zumindest annähernd radial zur Stange (1) beweglichen Stößel (43), eine auf den Keil (42) wirkende Betätigungsvorrichtung (81) und eine auf den Keil (42) wirkende Lösevorrichtung (91) umfasst, wobei zumindest die Bewegungsfuge (67) des Keilgetriebes (41) zwischen dem Keil (42) und dem Stößel (43) wälzgelagert ausgeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,

- dass der betätigte Stößel (43) eine Klemmhülse (71) radial vorgespannt an die Stange (1) andrückt und

- dass die Bewegungsfuge (66) des Keilgetriebes (41) zwischen dem Keil (42) und dem Gehäuse (13) der Brems- und/oder Klemmvorrichtung (10) wälzgelagert ausgeführt ist.

2. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Keil (42) und dem Stößel (43) Wälzelemente (46) angeordnet sind und dass der Keil (42) mittels Wälzelementen (44) parallel zur Stange (1) geführt ist.

3. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie sechs sternförmig angeordnete Keilgetriebe (41) umfasst.

4. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzelemente (44, 46) Teile von Rollenführungen (44, 45; 46, 47) sind.

5. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (81) eine mit dem Keil (42) zusammenwirkende federbelastete Ringplatte (83) umfasst.

6. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 5, dass die Anzahl der Federn (82) der Anzahl der Keilgetriebe (41) entspricht.

7. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösevorrichtung (91) mindestens eine pneumatische Zylinder-Kolbeneinheit (92, 93) umfasst.

8. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (93) der Zylinder-Kolbeneinheit (92, 93) ein Ringkolben (93) ist.

9. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (93) mit dem Keil (42) zusammenwirkt.

10. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösevorrichtung (91) eine zweite Zylinder-Kolbeneinheit (94, 95) mit einem zweiten Ringkolben (95) umfasst, wobei die beiden Ringkolben (93, 95) mittels Kolbenstangen (96) miteinander verbunden sind.

11. Brems- und/oder Klemmvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kolbenstangen (96) der Anzahl der Keilgetriebe (41) entspricht.

Claims

1. Braking and/or clamping device (10) encompassing - at least partly - a bar (1) that is movable relative to said braking and/or clamping device (10), said braking and/or clamping device (10) being comprised of at least one wedge gear (41) with a wedge (42) that moves in such a way as to be at least approximately concurrent to said bar (1), of one tappet (43) that moves radially - at least to a certain extent - relative to said bar (1), of an actuating device (81) affecting said wedge (42) and of a releasing device (91) affecting said wedge (42), with at least the motion joint (67) of said wedge gear (41) having roller bearings between said wedge (42) and said tappet (43)
wherein

- the actuated tappet (43) presses a radially pre-loaded taper clamping sleeve (71) against said bar (1),

- and the motion joint (66) of said wedge gear (41) has roller bearings between said wedge (42) and the housing of said (13) braking and/or clamping device.

2. The braking and/or clamping device of claim 1, wherein rolling elements (46) are mounted between said wedge (42) and said tappet (43), and wherein said rolling elements (44) guide said wedge (42) concurrently to said bar (1).

3. The braking and/or clamping device of claim 1, wherein said device is comprised of six wedge gears (41) arranged radially.

4. The braking and/or clamping device of claim 3, wherein said rolling elements (44, 46) are part of the rolling guides (44, 45; 46, 47).

5. The braking and/or clamping device of claim 1, wherein said actuating device (81) encompasses an annular, spring-loaded plate (83) co-operating with said wedge (42).

6. The braking and/or clamping device of claim 5, wherein the number of springs (82) corresponds to the number of wedge gears (41).

7. The braking and/or clamping device of claim 1, wherein said releasing device (91) is comprised of at least one pneumatic cylinder-piston unit (92, 93).

8. The braking and/or clamping device of claim 7, wherein the piston (93) of said cylinder-piston unit (92, 93) is an annular piston (93).

9. The braking and/or clamping device of claim 8, wherein said annular piston (93) co-operates with said wedge (42).

10. The braking and/or clamping device of claim 7, wherein the releasing device (91) is comprised of a second cylinder-piston unit (94, 95) with a second annular piston (95), both annular pistons (93, 95) being connected to each other by piston rods (96).

11. The braking and/or clamping device of claim 10, wherein the number of piston rods (96) corresponds to the number of wedge gears (41).

Revendications

1. Dispositif de freinage et/ou de serrage (10) qui enveloppe au moins partiellement une barre (1) mobile par rapport à celui-ci, ledit dispositif de freinage et/ou de serrage (10) comprenant au moins un mécanisme à clavette (41) présentant une clavette (42), mobile de manière au moins approximativement parallèle à ladite barre (1), et un poussoir (43), mobile de manière au moins approximativement radiale par rapport à ladite barre (1), un dispositif de commande (81) agissant sur ladite clavette (42) et un dispositif de desserrage (91) agissant sur ladite clavette (42), où au moins le joint de mouvement (67) du mécanisme à clavette (41) a paliers à roulement entre la clavette (42) et le poussoir (43), caractérisé en ce que

- une fois actionné, ledit poussoir (43) presse contre ladite barre (1) une douille de serrage (71) à prétension radiale et que

- le joint de mouvement (66) du mécanisme à clavette (41) a paliers à roulement entre la clavette (42) et le carter (13) du dispositif de freinage et/ou de serrage (10).

2. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des éléments roulants (46) sont disposés entre la clavette (42) et le poussoir (43) et que des éléments roulants (44) assurent le guidage de ladite clavette (42) parallèlement à la barre (1).

3. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend six mécanismes à clavette (41) disposés en étoile.

4. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments roulants (44, 46) font partie de guidages à rouleaux (44, 45; 46, 47).

5. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (81) comprend une plaque annulaire (83) commandée par ressort dont l'action est concourante à celle de ladite clavette (42).

6. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le nombre de ressorts (82) correspond à celui des mécanismes à clavette (41).

7. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de desserrage (91) comporte au moins une unité pneumatique vérin-piston (92, 93).

8. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le piston (93) de l'unité pneumatique vérin-piston (92, 93) est un piston annulaire (93).

9. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'action du piston annulaire (93) est concourante à celle de la clavette (42).

10. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de desserrage (91) comprend une deuxième unité pneumatique vérin-piston (94, 95) avec un deuxième piston annulaire (95), les deux pistons annulaires (93, 95) étant reliés entre eux par des tiges de piston (96).

11. Dispositif de freinage et/ou de serrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le nombre des tiges de piston (96) correspond au nombre des mécanismes à clavette (41).

Zeichnung