CN114258336A - 具有一件式缝隙壳体和传感器模块的制动和/或夹紧装置 - Google Patents

Abstract

一种用于相对于基体引导的轴的制动和/或夹紧装置，其具有操作组件(10)和轴连接组件(80)。在此，所述操作组件具有缝隙壳体(11)，所述缝隙壳体具有安装区和两个能局部弹性翘曲的弯曲板(15、16)。在安装区和弯曲区之间的过渡区域中设置至少一个变形测量装置。弯曲板分别具有带有摩擦面的钳颊。在弯曲板之间存在密封的压力室，其能填充压力介质。轴连接组件的部件伸入夹紧区(22)之间，这些部件建立用于制动或夹紧轴的联接。在压力室卸载时，操作组件的摩擦面能够在提供制动和/或夹紧力的条件下贴靠在轴连接组件的摩擦面上。

Description

具有一件式缝隙壳体和传感器模块的制动和/或夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种用于相对于基体引导的轴的制动和/或夹紧装置，其具有操作组件和轴连接组件。操作组件的运行状态暂时地或持久地借助传感器模块监测。

背景技术

DE 10 2016 009 581 B3描述了一种制动和/或夹紧装置，其具有操作组件和轴连接组件。该装置具有两个连接成一个缝隙壳体的可翘曲的弯曲板，在它们之间设置缝隙状的压力室。弯曲板从外面包围制动盘。在此，只要压力室被卸压，则这些弯曲板轴向地贴靠在制动盘上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，开发一种这样的制动和/或夹紧装置，其即使在直径较大的情况下也具有较小的结构宽度，由较少的构件构成并且此外可监测地、简单地、安全地且无需维护地运行。

所提出的问题通过独立权利要求的特征解决。在此，所述操作组件具有缝隙壳体，该缝隙壳体具有安装区和局部可弹性翘曲的弯曲区，该弯曲区具有两个通过缝隙室间隔开的弯曲板。在过渡区域中，在安装区和弯曲区之间设置有至少一个变形测量装置。弯曲板在两个彼此对置的夹紧区内分别具有带有摩擦面的钳颊，摩擦面的面法线向内指向。为了支承至少一个支撑元件，每个弯曲板从缝隙室开始具有轴向槽。在弯曲板和至少一个支撑元件之间存在密封的压力室，该压力室为了将摩擦面弹性地相互推开而可填充压力介质。轴连接组件具有开缝的或多重划分的环作为制动盘。轴连接组件具有联接区域，该联接区域具有两个彼此间隔开的摩擦面，这些摩擦面的面法线向外指向。轴连接组件具有凸缘区域，轴连接组件通过该凸缘区域直接或间接地通过张紧机构布置在轴上。在压力室卸载时，在提供夹紧和/或制动力的情况下，操作组件的摩擦面贴靠在轴连接组件的摩擦面上。

本发明的主题是一种用于轴的、至少两件式的制动和/或夹紧装置。其中一个部件作为适配器安装到旋转的轴上并且固定地夹紧或固定地拧紧在该旋转的轴上。另一部件是紧固在位置固定的、例如支承前述轴的机器部件上的钳子的形式。钳子具有两个分别安置在一个弯曲板上的例如环形的钳颊，借助钳颊，钳子可松弛地包住或旋转固定地包围轴侧的凸缘的端面。制动或夹紧该轴的装置部件不贴靠在轴的沿径向定向的外壁上。

装置的承载钳颊的弯曲板简化地描述为两个盘形弹簧，它们的两个内边缘朝向彼此，而直径较大的外边缘沿轴向方向彼此远离。在构成夹紧区的内边缘之间设置一件式或多件式的制动盘。如果构成安装区的外边缘现在沿轴向方向彼此相向运动，则直径较小的内边缘以弹簧张紧的方式钳状地夹住制动盘以便保持。在制造时，这些盘形弹簧在外边缘区域中成型在彼此上，使得外边缘的距离不再能改变。现在为了再次释放被夹紧的制动盘，利用油压使盘形弹簧相互推离。内边缘与制动盘脱离。因此，迄今为止用于夹紧的较小预紧的盘形弹簧为了松开还要更强地张紧或变形。

在本发明的装置中，弯曲板无缝地成型到安装区上。它们形成一件式的构件。在实心安装区与从实心安装区突出的弯曲板之间的过渡部位上，在弯曲板每次彼此推离时在位于外部的-轴向定向的-表面产生可测量的压缩变形。利用至少一个应变测量条检测该变形，以便由该应变测量条的电阻变化推导出制动和夹紧装置的夹紧位置或松开位置。

在该实施例中，每个缝隙壳体仅安装一个传感器模块。也可以在缝隙壳体中布置另一传感器模块，例如以180度分开。在运行期间，并行地检测两个模块的信号并且相互比较。如果模块提供不同强度的信号，机器控制装置(SPS)则引起故障通知或者其引起制动和/或夹紧装置的关闭。除了这种比较备份之外，也可以设置选择备份。在这种情况下，检测三个传感器模块的信号并且相互比较。在三选二电路中，选择并进一步处理占多数的信号。

也可以规定原理备份。在这种情况下，至少两个模块并联连接，然而其中每个模块基于不同的工作原理。作为第二工作原理例如使用压电传感器。为此，压电组件被夹紧在沿缝隙壳体的周向方向设置的狭缝形的凹部中。该凹部位于测量部位中，该测量部位与测量变形的应变测量条的位置相当。在对缝隙室施加压力时，压电组件在狭缝状的凹部中被压缩，由此可检测出可分析的压电电压变化。

作为替代方案，也可以如此设计所述装置，使得所述缝隙壳体布置在旋转的轴上，而所述制动盘则位置固定地支承地伸入到径向向外敞开的缝隙室中。

附图说明

本发明的其它细节由从属权利要求和下面对多个示意性示出的实施方式的描述得出。

图1：具有传感器模块的制动和/或夹紧装置的透视图；

图2：带有轴的在夹紧位置的图1的局部横截面；

图3：如图2，但处于松开位置；

图4：双唇式密封件和支撑元件的局部横截面，放大的；

图5：具有穿引槽的缝隙壳体的局部的半视图；

图6：支撑元件的局部纵剖图，放大的；

图7：径向划分的制动盘的透视图；

图8：非相等划分的制动盘的透视图；

图9：单开缝的制动盘的透视图；

图10：带有补偿重量的图9的透视图；

图11：在夹紧位置的传感器模块区域中的图1的局部横截面；

图12：在传感器模块的电子装置区域中的图1的局部横截面；

图13：在测量部位和电子装置的区域中的图1的局部前视图，

然而没有盖；

图14：利用传感器模块的变形测量的工作原理。

具体实施方式

图1示出了没有承载机器侧的基体(1)(参见图2和图3)并且没有待制动的和/或待固定地夹紧的轴(130)的制动和/或夹紧装置。位于外部的包围轴(130)的操作组件(10)具有背侧的安装面(3)，所述操作组件通过该安装面借助于未示出的螺栓旋拧在基体(1)上。操作组件(10)包围轴连接组件(80)，轴连接组件在此由多重划分的制动盘(81)构成。制动盘(81)借助于螺栓(99)旋转刚性地固定在轴(130)上。操作组件(10)具有弹性的缝隙壳体(11)，该缝隙壳体以其钳颊(23、24)-在制动或夹紧时-钳式地贴靠在制动盘(81)上。缝隙壳体(11)与密封环(50)和支撑元件(60)一起包围压力室(37)。如果后者被气态的、液态的或凝胶状的压力介质加载，则制动盘(81)的钳状的抱紧被松开。在缝隙壳体(11)上，在最大弹性变形的区域中布置传感器模块(170)，该最大弹性变形例如在过渡到松开位置(35)时产生。

压力室(37)(参见图2)具有小于操作组件(10)的包络体积的12.5％的体积。该操作组件(10)的在图中示出的变型方案的包络体积相应于管体的给定的体积，该管体的管长度为装置宽度、外直径为外部的装置直径、并且内直径为弯曲板(15、16)的最小内直径。

操作组件(10)具有环形或管状的缝隙壳体(11)，其包围例如窄缝隙状的环形压力室(37)。缝隙壳体(11)在未变形状态中基本上是具有例如约280mm的内直径和例如388mm的外直径的平的盘。盘的最大厚度例如为22mm。它相当于上述装置宽度。缝隙壳体(11)由调质钢、例如42CrMoS4制成。它被分成三个区域(13、21、22)，它们在径向方向上彼此连接。内部区域是夹紧区(22)。在夹紧区上分别连接有在径向方向上位于更外部的弯曲区(21)。两个弯曲区(21)都汇入一个外部区域，即安装区(13)。

为了形成缝隙室(37)，缝隙壳体(11)被从其中央孔(4)居中地在端侧之间铣切。为此，例如使用盘形铣刀。铣出的例如38.7mm深的槽具有例如4mm的缝隙宽度。为了使缺口应力最小化，沟状的槽底在此具有2mm的半径。在孔(4)的靠近孔的区域内，缝隙室槽16.5mm深地在精加工区(36)内扩宽至4.3mm。

缝隙室(37)没有或仅1至10mm地伸入到其中的安装区(13)例如在两侧上具有至少局部平坦的端面，通过该端面，所述缝隙壳体(11)能够贴靠在所述基体(1)的安装面(3)上，参见图3和图2。仅示例性地，缝隙壳体(11)也接触基体侧的定心装置(2)。安装区(13)为了固定在基体(1)上而在例如370mm的直径处具有包括例如24个孔(45)的孔组。孔(45)成对地组合，其中每两个孔-关于中心线(9)-围成10度的角度。这些孔(45)也可以是沉孔或双沉孔。

在例如375mm的直径处有四个具有M8螺纹的螺纹通孔(46)，参见图1。它们分别相互呈90度地分布。在这些孔(45)中的至少两个相邻的孔对之间存在进入螺纹孔(41)和封闭塞螺纹孔(52)。孔(41、52)在操作组件(10)内部例如在不同的直径上彼此正好相对。它们或者设置在安装区(13)的端侧(12)或(14)上，或者设置在不同的端侧(12、14)上，参见图1、图2和图3。

根据图3，在安装区(13)中，在操作组件(10)的前侧(12)上存在至少一个进入螺纹孔(41)。在此使用的M1O细螺纹根据图3(仅作为示例)接收液压适配件(56)。替代地，具有切割环(49)和贴靠在切割环上的密封环的进入螺纹孔(41)也可以位于操作组件(10)的背侧上，参见图1。切割环(49)在此支持安装面(3)与操作组件(10)的背侧之间的密封作用。

参见图3，进入螺纹孔(41)通入径向分配孔(42)中。该分配孔(42)向外由夹紧套筒(53)封闭。压缩球(54)压入夹紧套筒(53)的孔中，该压缩球将夹紧套筒(53)以油密或气密的方式持久地固定在单个的径向分配孔(42)中。径向分配孔(42)例如与轴向分配孔(43)垂直相遇，所述轴向分配孔通入到压力室(37)中。轴向分配孔(43)朝向安装面(3)例如以压缩球密封地封闭。

分配孔(42、43)在这里具有3mm的直径。经由液压适配器(56)流入的液压油快速分布至压力室(37)中，液压油例如为根据DIN51524、第2部分的HLP 46型油，其在40℃下具有46±2mm²/s的粘度。

根据图2，在安装区(13)中此外存在至少一个封闭塞螺纹孔(52)，其-例如在填充所述压力室(37)时用作排气孔-同样通入径向分配孔(42)中并且从那里通过轴向分配孔(43)与压力室(37)连接。这些分配孔向外以与进入的分配孔相当的方式封闭。

两个成型到安装区(13)上的弯曲板(15、16)构成弹性的弯曲区(21)。位于缝隙空间(37)两侧的、可弹性变形的弯曲板(15、16)-在其壁厚方面-从外部朝中央的中心线(9)的方向逐渐变窄。在本实施例中，其壁厚从例如9mm逐渐变窄至7.35mm。因此，弯曲板(15、16)的形状刚性朝夹紧区(22)的方向几乎持续地降低。在区(13)和(21)之间的过渡例如以大的半径倒圆。弯曲区(21)相对于安装区(13)回缩，以便不将弯曲区(21)的变形引入到位于基体(1)与安装区(13)之间的安装接合部中。

弯曲区(21)的弯曲板(15、16)朝向相应的轴连接组件(80)过渡到两个夹紧区(22)中，这两个夹紧区构成环绕的钳颊(23、24)。钳颊(23、24)同时是相应弯曲板(15、16)的一部分。

每个弯曲板(15、16)在弯曲区(21)与夹紧区(22)之间具有环绕的轴向槽(17、18)。轴向槽(17、18)例如具有矩形的横截面，轴向槽的宽度例如为1.1mm，深度例如为1.35mm。轴向槽底的两个棱边被倒圆。在本实施例中，轴向槽(17、18)的接近孔(4)的槽壁距离孔(4)4.5mm。用盘形铣刀从相应的弯曲板(15、16)中加工出各个轴向槽(17、18)。为此，盘形铣刀的外直径略微小于孔(4)的内直径。此外，盘形铣刀优选地仅具有三个齿，齿分别在左侧和右侧突出铣刀盘1.4mm。该铣刀盘本身具有1.0mm的壁厚。为了产生轴向槽(17、18)，以齿在前地将盘形铣刀在弯曲板(15、16)之间移入到压力室(37)中。在缝隙壳体(11)转动的情况下，为了铣切轴向槽(17)，不转动的盘形铣刀向弯曲板(15)的方向进给，从而在完成该弯曲板(15)之后沿相反的方向沉入到弯曲板(16)中，以便在那里再次铣出轴向槽(18)。

根据图5，轴向槽(17、18)具有穿引槽(19)。后者在每个弯曲板(15、16)中仅存在一次。它具有例如30至60mm的曲率半径。在本实施例中，曲率半径为40mm。各个穿引槽(19)相切地过渡到相应的轴向槽(17、18)中。穿引槽(19)的横截面相应于各个轴向槽(17、18)的横截面。

在轴向槽(17、18)中作为支撑元件(60)置入可弹性变形的金属支撑条(61)，该支撑条例如由冷轧弹簧带钢Ck 101或由固有硬质的弹簧钢38Si 6制成。支撑条(61)的长度对应于各个轴向槽(17、18)的平均长度减去1mm的间隙。其具有例如为1mm的壁厚和例如为6.9mm的宽度。根据图1、图2和图4，支撑条(61)具有矩形横截面。所有四个棱边均被倒棱或倒圆。它在径向和轴向方向上-在缝隙壳体(11)未变形的情况下-在轴向槽(17、18)中各具有0.1mm的间隙。

根据图4，靠近缝隙壳体(11)的孔(4)的槽壁(27)是多重弯曲的空间面。为了在支撑条(61)-横向于其纵向延展-弯曲时能够实现无棱边支撑地放置在轴向槽(17、18)中，槽壁(27)代替圆柱面而在接触区内具有圆环面的子面(28)，圆环面的弯曲在图4中以虚线示出。圆环面的小横截面具有例如1.4mm的直径。朝向轴向槽(17、18)的槽底，槽壁(27)相切地与圆环面子面(28)相接地以截锥壳形面与支撑条(61)的底侧间隔。

在制动盘(81、101、121)被固定地夹紧时，支撑条(61)与槽壁(27)之间的接触部位的中心例如彼此相距5.4mm。

参照图6，支撑条(61)在其端部区域中分别具有牵引孔(62)，牵引孔的直径例如等于2.5mm。各个牵引孔(62)的中心线分别距离端部例如4mm远。通过至少一个牵引孔(62)，支撑条(61)-通常在嵌入状态下并且在事先放入密封圈之后-经由穿引槽(19)例如借助于穿孔(Durchschlag)穿入轴向槽(17、18)。为了拆卸，支撑条(61)同样可以借助于穿孔经由穿引槽(19)从缝隙壳体(11)移除。

为了简化穿入过程，支撑条(61)在前和后具有15°倒棱(65)，该倒棱在支撑条长度的2mm上延伸。所有的前棱边都被倒棱或倒圆。

每个钳颊(23、24)在轴向槽(17)和孔(4)之间具有平坦的摩擦面(31、32)。在该实施例中，平行于中心平面(7)定向的摩擦面(31、32)具有113.8mm的平均半径。在夹紧区(22)中，摩擦面(31)的最大宽度例如为3.6mm。

在必要时，摩擦面(31、32)也设计为截锥壳形面，从而在制动盘(81、101、121)夹紧时摩擦面(31、32)全面地并且平坦地贴靠在相应的制动盘上。

在制动和/或夹紧装置组装好之后，操作组件(10)的钳颊在制动和/或夹紧装置夹紧的情况下贴靠在相应的轴连接组件(80、100、120)的相应制动盘(81、101、121)上，参见图2。两个钳颊(23、24)的摩擦面(31、32)具有指向内的面法线(33)。后者指向中心平面(7)的方向。

替代平坦的、此外平行于安装面(3)定向的摩擦面(31、32)，摩擦面也能够具有截锥壳的构型或圆环面的子区域的构型。

径向地朝向中心线(9)，该缝隙室或压力室(37)被双唇式密封件(50)封闭。例如由肖氏D硬度为57的聚氨酯制造的双唇式密封件(50)具有两个径向向外定向的密封唇(51)，所述密封唇分别由于自身的弹性和/或附加地通过在压力室(37)中存在的内压而贴靠在压力室(37)的侧壁上。双唇式密封件(50)的孔壁(57)位于支撑条(61)的光滑的径向外壁上。根据图4，双唇式密封件(50)在孔壁(57)上方约1mm处在两侧具有支撑接片(58)，双唇式密封件(50)通过该支撑接片-为了改善在压力室(37)中的配合-附加地贴靠在缝隙室(37)的内壁上。

在图2、图3、图7至图9中，作为轴连接组件(80、100、120)示出了三个不同构造的制动盘(81、101、121)，它们分别固定在承载它们的轴(130)上。为此，轴(130)具有带有平坦凸缘面(132)的轴环(131)。轴(130)在那里直径从例如262mm减小至例如237mm。它在凸缘面(132)的下方具有例如4.5mm宽的、具有例如238mm的直径的定心凸肩(133)。轴环(131)具有24个等距分布的M6螺纹孔(134)，这些螺纹孔(134)位于例如249mm的直径处。

图7至图9示出了三个不同的制动盘(81、101、121)，这些制动盘的部件在此布置成彼此像在安装状态中那样定位。每个制动盘至少作为包络体积是壁厚例如为4.7mm、具有圆柱周面形内壁和圆柱周面形外壁的平的盘。内壁形成定心孔(88)。制动盘(81、101、121)的大平面被精加工。参照图9，平面的外部部分是制动盘的联接区域(90)。其分为两个制动盘侧的摩擦面(91、92)。摩擦面(91、92)具有向外指向的面法线(93)，参见图4。制动和/或夹紧装置的夹紧方向与这些面法线(93)的方向相反地定向。制动盘的平面的内部部分是每个制动盘(81、101、121)的凸缘区域(96)。两个区域通过在图9中辅助示出的点划辅助线(98)分开。

所述摩擦面(91、92)或者缝隙壳体(11)的摩擦面(31、32)能够具有表面结构。例如，这通过喷砂或通过金刚石涂层或蓝宝石涂层产生。这种涂层具有例如为0.038mm的层厚。涂层基础材料的平均粒度在该层厚下为30μm。

单个制动盘或其包络体积为了固定在轴(130)上而具有例如24个直径为6.4mm的孔(87)。

制动盘(81)由三个相同形状的圆环段(82-84)组成。例如，中心角为118.08度。因此，在该实施例中，三个径向间隙(85)分别具有4mm的间隙宽度。在该变型中，径向间隙(85)是必要的，以便能够将制动盘圆环段(82-84)从孔(4)依次插入到缝隙壳体(11)中。

制动盘(101)也由三个制动盘段(102-104)组成。两个段(103、104)在此是全等的。这两个段由径向间隙(105)分开，该径向间隙的间隙宽度例如为0.0至0.5mm。间隙宽度由将制动盘(101)切割成三段(102-104)的腐蚀线的线厚度预设。理论上，如果这些段(102-104)单独制造，间隙宽度也可以为0mm。

两个制动盘段(102-104)的外壁(108)围成例如132.1度的角度。在此，在制动盘段(103、104)中，各一个第一端面几乎是径向面(111)，也就是说，端面(111)位于一个平面中，中心线(9)也位于该平面中。相应的另一个第二端面是平行面(112)，其平行于第一端面(111)定向。

在图8中，在制动盘段(103、104)的平行面(112)之间作为中间件插入制动盘段(102)。后者具有同样彼此平行定向的端面，然而在此两个端面具有相同的面积。在中间件(102)的端面和各个相邻的侧部件(103、104)的单个端面(112)之间各存在一个倾斜间隙(106、107)。在该制动盘(101)中，首先将侧部件(103、104)插入到缝隙壳体(11)的摩擦面(31、32)之间，以便随后几乎无缝隙地将中间件(102)插入到存在的空隙中。

根据图9，制动盘(121)一体地形成。它形成开口环，其分离部位(125)由两次弯折的间隙(122-124)组成，从而制动盘(121)在一个端部区域构成外凸鼻(126)、并且在另一个端部区域构成内凸鼻(127)。凸鼻(126、127)沿周向方向重叠大于0.1mm。该间隙包括内部的径向子间隙(122)、中间的周向子间隙(124)和外部的径向子间隙(123)。径向子间隙(122、123)与端面区域邻接，这些端面区域分别位于中心线(9)也位于其中的平面中。内部径向子间隙(122)的最小间隙宽度在圆周方向上至少为

RS＝6/5*π*(d_Ba-d_Gi)，单位为mm。

在该实施例中，它为10.4mm。中间的周向子间隙具有例如0.75mm的宽度。为了装配制动盘(121)，在插入到缝隙壳体(11)中之前，制动盘的圆周-在弹性变形的情况下-减小到使其外壁(108)穿过孔(4)的程度。

在弹性变形状态下，这些凸鼻(126、127)彼此并排。径向子间隙(122、123)已经减小到几微米。在制动盘(121)弹性安装在缝隙壳体(11)中之后，它又呈现图9所示的形状。

制动盘(121)的分离部位(125)引起作用于轴(130)的不平衡。为了补偿这种不平衡，参见图10，在分离部位(125)的区域中设置有圆环段状的补偿质量(129)。后者覆盖内部的径向子间隙(122)。补偿质量(129)的固定通过螺栓(99)实现。

装配的单个制动盘(81、101、121)一方面以其定心孔(88)安放在轴(130)的定心凸肩(133)上。另一方面，它贴靠在凸缘面(132)上。例如20个螺栓(99)将制动盘(81、101、121)防转地固定在轴环(131)上。

该制动和/或夹紧装置与处于夹紧位置(34)的所选择的轴连接组件(80、100、120)组合地供货，参见图2。在此，相应的轴连接组件(80、100、120)同轴地安置在操作组件(10)中。为了装配在容纳装置的机器中，将轴连接组件(80、100、120)推到轴(130)上并且在那里直接-通常可拆卸地-固定在基体(1)的安装面(3)上。最后，将固定螺栓插入相应的基体侧的孔中并且在那里拧紧。

如果在压力室(37)中没有液压油工作压力，那么轴(130)相对于基体(1)固定夹紧。压力室(37)不具有值得注意的油压，因为油的进入通过未示出的阀被卸载到油箱中。如图2所示，弯曲板(15、16)通过其钳颊(23、24)预紧地抵靠在制动盘(81、101、121)上。预应力由预翘曲的弯曲板(15、16)的弹簧刚度得出。弹簧刚度的大小是环形盘侧的材料选择和弯曲区(21)的几何形状的函数。所产生的制动力矩或保持力矩在本实施例中为3000±200Nm。

仅当没有制动盘(81、101、121)位于钳颊(23、24)之间时，弯曲板(15、16)才处于完全松弛状态。于是在该实施例中，压力室(37)是具有恒定的间隙宽度的缝隙室。

为了松开制动和/或夹紧装置，例如通过液压适配器(56)，参见图3，压力室(37)中的油压提高至例如100至150*10⁵Pa。压力升高从液压适配器(56)经由分配孔(42)和(43)传播到压力室(37)中。弯曲板(15、16)过渡到其松开位置(35)。在此，其在弹性的弯曲区(21)中翘曲，参见图3。每个夹紧区(22)相对于保持位置固定的安装区(13)基本上沿轴向向外移动。钳颊(23、24)在箭头(47)的方向上从制动盘(81、101、121)抬起。操作组件侧的摩擦面(31、32)与轴连接组件侧的摩擦面(91、92)分离，从而在轴(130)与基体(1)之间不再存在接触。

在松开过程期间，在缝隙壳体(11)中在安装区(13)与弯曲板(15、16)之间的过渡区域中分别在压力室(37)的缝隙室基底(38)的两侧产生最大变形。弯曲板(15、16)在其连接在相对刚性的安装区(13)上的区域中在缝隙室基底(38)的紧邻的周围承受其最大拉应力。为此，在缝隙壳体(11)的两个端面上产生相应的压应力，压应力在那里在表面上导致可测量的压缩。

每个摩擦面对(31)至(91)和(32)至(92)的气隙，即，在此前接触的摩擦面之间的距离，现在为0.3至0.5mm之间。该装置被设计用于五百万至一千万次打开或关闭周期。

为了将变形测量装置(150)安置在缝隙壳体(11)中，根据图1，两个利用盖(156、164)封闭的凹部(153、161)位于前侧(12)上。在较小的DMS凹部(153)中，传感器(170)安置在测量区(151)中，也参见图13，而在较大的电子装置凹部(161)中布置有电子组件(180)，用于给传感器(170)供电、用于分析传感器信号并且用于双向地与外部的机器控制装置(SPS)通信。

根据图11和图13，DMS凹部(153)是例如1mm深的凹槽，其具有平行于中心平面(7)延伸、平坦的凹部基底(154)。该凹部基底(54)一直延伸到外部的弯曲板(15)中，但不会使其壁厚削弱。DMS凹部(154)在周向方向(5)上和径向外地以例如2mm宽的传感器盖凹陷部(155)包围。在平行于凹部基底(154)定向的传感器盖凹陷部(155)的平面上粘贴有近似矩形的薄壁的传感器盖(156)，参见图1。例如由导电金属材料制成的传感器盖(156)至少在其内侧上配备有绝缘涂层。

在朝着孔(4)定向的传感器盖(156)的下边缘上设有海绵橡胶条(157)，借助于海绵橡胶条，传感器盖(156)相对于弯曲板(15)防尘密封地贴靠。

根据图13，电子装置凹部(161)位于DMS凹部(153)右侧旁。电子装置凹部(161)的中心相对于DMS凹部(153)的中心进一步分开或偏置例如15度地布置。在两个凹部(153)和(161)之间大致居中地存在固定孔(45)，其中，固定孔(45)与凹部(153、161)之间的间距为至少7.5mm。

电子装置凹部(161)是具有平坦的凹部底部(162)的长孔状的槽，槽的宽度为例如6.4mm、深度为例如17mm。电子装置凹部(161)的在此弯曲的走向平行于缝隙壳体(11)的径向外壁(29)延伸，该电子装置凹部沿周向方向(5)延伸例如10度。到外壁的间距例如为3.7mm。电子装置凹部(161)也具有例如为0.4mm的、用于形成平均例如2mm宽的粘接边缘的盖凹陷部(163)。

这两个凹部(153、161)借助例如3mm深的电缆通道(168)相连，其间隔例如2.75mm地从固定孔(45)旁边经过。

在DMS凹部(153)的例如精加工的凹部基底(154)上粘贴有两个承载应变测量条的载体薄膜(171、172)。如图13所示，靠近中心的载体薄膜(171)承载两个并排设置的应变测量条(173、174)，其回纹形敷设的并排的直线区段平行于沿径向方向-从中央旋转轴线(9)开始-延伸的中心线(8)定向。应变测量条(173、174)的两个面重心(177、178)直接位于在图13中作为点划线示出的缝隙室基底(38)上，也参见图11。

径向向外偏置地在远离中心的薄膜(171)上具有两个相继的应变测量条(175、176)，它们长的、直线的欧姆导体区段横向于或垂直于应变测量条(173、174)的长的、直线的欧姆导体区段定向。所有四个应变测量条是测量电桥或全电桥(170)的一部分，它们作为欧姆电阻按照图14连接成闭合的菱形。在此，在一个菱形对角线上集成有电压源U_b，并且在另一菱形对角线上集成有电压测量装置V。

图13的两个测量缝隙壳体(11)表面的压缩变形的应变测量条(173、174)在根据图14的功能原理中相互对置。与其偏置90度地，两个另外的应变测量条(175、176)同样相互对置地布置。

在应变测量条(173-176)的焊片上连接的绞合线被集束成绞合线束(179)，并且利用接地屏蔽装置保护。绞合线束(179)通过电缆通道(168)引入电子装置凹部(161)中。在那里，各个绞合线连接到电路板(181)。后者(181)承载电子组件(180)的至少一部分。

电路板(181)例如借助于四个短的底部销(182)和一个中心的、长的、支撑在电路板上侧上的支撑销(183)在径向方向上固定，参见图12和图13。在周向方向(5)上，电路板(181)的端侧贴靠在电子装置凹部(161)的壁上。另外它被保持在凹部底部(162)和盖(164)之间。该盖(164)也在其内侧上必要时配备有绝缘件。

组合电缆(165)-例如为了与SPS有线连接-通过盖(164)中的孔引入外界，参见图1。

如果需要，两个或更多个电路板也可以堆叠地容纳在电子装置凹部(161)中。也可能的是，在安装区(13)中在周向上并排地布置多个电子装置凹部。然后放置在各个电子装置凹部中的电路板例如-必要时也为了绕过固定孔(45)-通过承载导体线路的薄膜铰链连接。在必要时，电路板也可以是柔性印刷电路板，例如为薄的柔性印刷电路板的形式。后者例如由聚酰亚胺薄膜制成。

在电缆通道(168)中，绞合线束(179)以合成树脂不易受干扰地浇铸。替代地，电缆通道(168)也能够借助硅树脂或单独的盖封闭。

当然，整个电子组件(180)也可以在缝隙壳体(11)的外部安置在单独的壳体中，该壳体必要时固定在缝隙壳体(11)上。

图14示出了利用传感器模块的变形测量的工作原理。传感器模块包括两个组件。第一组件是传感器(170)。它构成全电桥，其欧姆电阻是应变测量条(173-176)。彼此相对的应变测量条(173、174；175、176)分别经受相同的拉伸或压缩。

第二组件是电子组件(180)。其尤其向测量电桥(170)提供电桥供电电压。此外，位于全电桥的应变测量条(173，175)与(174，176)之间的电压分接(Spannungsabgriff)被输送给电子组件(180)的可编程的测量放大器(191)。

可编程的测量放大器(191)将放大器输出信号传送到处理器(193)。后者包括计算和控制单元以及滤波器。因此，处理器(193)能够并行产生数字和模拟的输出信号，它们被传递到机器控制装置(SPS)。同时，它可以从机器控制装置，例如作为IO链路接口(190)的一部分，获得被传送给它以操纵测量放大器(191)的参数数据。

借助IO链路接口(190)，测量电桥(170)配备有双向的通信接口，以便给整个系统配备智能传感器的附加信息。各个测量电桥(170)在此获得明确的编号。接口给出所有由其检测的物理参量。此外，它存储所有所需的过程数据及其随时间的历史。同样，还收集诊断数据。

因此，变形测量装置(150)与IO链路接口(190)结合提供以下数据：

-缝隙壳体(11)的松开状态或夹紧状态，

-分析单元的温度，

-测量部位处的温度(可选)，

-循环计数器和运行小时计数器，

-状态和故障代码，

-在接连50个夹紧过程中超过初始材料应力的90％时引起的第一报警信号，

-以百分比为单位的材料应力的模拟值和绝对值(数字值)，

-电缆断裂的识别，

-配衡(Tarierung)的合理性检查，以发现大的配衡偏差。

此外，IO链路接口(190)永久地存储以下值：

-循环次数，

-运行时长，当在传感器(170)上存在电压时，

-运行时长，当缝隙壳体(11)处于松开位置时：具有最大变形的位置，

-与当前循环数相关的故障代码，

-具有循环数和模拟值的配衡，

-每第x个具有循环数的测量值，其中，彼此相继的测量值之间的间隔取决于相应的制动和/或夹紧装置的基本负荷。从出现至少一个故障代码开始，记录每个测量值。

-作为模拟值的材料应力，其超过临界材料应力30％以上，

-超过临界温度值30％以上的温度值。

所有检测到的数据描述了制动和/或夹紧装置的寿命周期。借助于它们可以在失灵前提前开始事先的维护以及必要时需要的装置更换。

此外，制动和夹紧装置的操作者具有以下调节可能性：

-其可以预设五个自主确定的极限值作为百分比数据，以便在达到该极限值时必要时输出不同的光学或声学报警信号。例如，操作者可以预设具有标记“粗”、“中”或“细”的粗略公差范围(Grobtoleranzfeld)，

-通过使用IO链路接口(190)，操作者可以进行变形测量装置(150)的后续配衡。

如果制动和夹紧装置的操作者不使用IO链路总线系统，他可以通过特殊的配衡装置调整变形测量装置(150)，使得可以通过标准输入/输出接口查询制动和夹紧装置的夹紧位置(34)和松开位置(35)。

附图标记说明

1 基体

2 定心装置、外定心装置

3 (1)的安装面

4 孔，(10)的中心

5 周向方向

7 中心面

8 假想轴线，竖直的，在(7)中

9 装置中心线，中央的，旋转轴线

10 操作组件

11 缝隙壳体，可局部翘曲

12 前侧，端面

13 安装区

14 外壁，端壁，端侧

15 弯曲板，外部的

16 弯曲板，内部的

17 (15)中的轴向槽

18 (16)中的轴向槽

19 穿引槽

21 弯曲区，可翘曲的，弹性的

22 夹紧区

23 钳颊，成型的，右侧的

24 钳颊，成型的，左侧的

27 槽壁

28 圆环面子面

29 外壁，径向的

31、32 摩擦面

33 (31，32)的面法线

34 夹紧位置

35 松开位置，(37)被加载压力

36 精加工区

37 压力室；缝隙室；槽

38 缝隙室基底，基底

41 进入螺纹孔

42 分配孔，径向的

43 分配孔，轴向的

45 孔，固定孔

46 螺纹通孔

47 箭头，运动方向

48 液压油入口

49 切割环

50 双唇式密封件，密封环

51 密封唇

52 封闭塞螺纹孔

53 夹紧套筒

54 压缩球

55 封闭塞

56 液压适配器

57 (50)的孔壁

58 支撑接片

60 支撑元件

61 支撑条

62 牵引孔，横向孔

65 15°倒角

80 轴连接组件，径向划分

81 制动盘，三件式的，径向划分的；环

82-84 制动盘圆环段，部段

85 径向间隙

86 装配接缝

87 孔

88 定心孔

90 联接区域

91、92 摩擦面

93 (91，92)的面法线

96 凸缘区域

98 辅助线

99 螺栓

100 轴连接组件，混合划分

101 制动盘，三件式的，混合划分的；环

102 中间件，制动盘段，部段

103、104 侧部件，制动盘段，部段

105 径向间隙

106、107 倾斜间隙

108 外壁，圆柱周面形的

111 端面，第一；径向面

112 端面，第二；平行面

120 轴连接组件，单开缝的

121 制动盘，阶梯式开缝的环

122 径向子间隙，内部的

123 径向子间隙，外部的

124 周向子间隙，中间的

125 分离部位

126 凸鼻，外部的

127 凸鼻，内部的

129 补偿质量

130 轴

131 轴环

132 凸缘面，平坦的

133 定心凸肩

134 M6螺纹孔

150 变形测量装置，传感器模块

151 测量区

153 DMS凹部

154 凹部基底，底部

155 传感器盖凹陷部

156 传感器盖

157 海绵橡胶条

161 电子装置凹部

162 凹部底部，平坦的

163 盖凹陷部

164 盖

165 组合电缆

168 电缆通道

170 传感器，传感器模块，测量电桥，全电桥

171、172 载体薄膜

173、174 变形区中的应变测量条

175、176 (13)中的应变测量条

177、178 面重心

179 绞合线束，屏蔽的

180 电子组件，分析和通信电子装置

181 电路板，柔性印刷电路板

182 底部销，短的

183 支撑销，长的

190 IO链路接口

191 测量放大器

193 计算和存储单元，处理器和滤波器

RS 平均径向子间隙宽度

U_b 桥电源电压

V 电压表

d_Ba 制动盘(121)的外直径

d_Gi 缝隙壳体(11)的孔直径(4)

Claims (15)

1.用于相对于基体(1)引导的轴(130)的制动和/或夹紧装置，该制动和/或夹紧装置具有操作组件(10)和轴连接组件(80、100、120)，

-其中，所述操作组件(10)具有缝隙壳体(11)，所述缝隙壳体具有安装区(13)和能局部弹性翘曲的弯曲区(21)，所述弯曲区具有两个通过缝隙室(37)间隔开的弯曲板(15、16)，

-其中，在安装区(13)和弯曲区(21)之间的过渡区域中设置至少一个变形测量装置(150)，

-其中，这些弯曲板(15、16)在两个彼此对置的夹紧区(22)内分别具有带有摩擦面(31、32)的钳颊(23、24)，这些摩擦面的面法线(33)向内指向，

-其中，每个弯曲板(15、16)-为了支承至少一个支撑元件(60)

-从缝隙室(37)出发具有轴向槽(17、18)，

-其中，在弯曲板(15、16)和所述至少一个支撑元件(60)之间存在密封的压力室(37)，为了弹性地相互推开所述摩擦面(31、32)，所述压力室能以压力介质填充，

-其中，所述轴连接组件(80、100、120)具有开缝的或多重划分的环作为制动盘(81、101、121)，

-其中，所述轴连接组件(80、100、120)具有联接区域(90)，所述联接区域具有两个彼此间隔开的摩擦面(91、92)，这些摩擦面的面法线(93)指向外部，

-其中，所述轴连接组件(80、100、120)具有凸缘区域(96)，所述轴连接组件通过所述凸缘区域直接或间接地经由张紧机构设置在所述轴(130)上，并且

-其中，在压力室(37)卸载的情况下，在提供夹紧和/或制动力的情况下，操作组件(10)的摩擦面(31、32)贴靠在轴连接组件(80、100、120)的摩擦面(91、92)上。

2.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述变形测量装置(150)由至少一个传感器(170)、分析和通信电子装置(180)构成。

3.根据权利要求2所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述传感器(170)是具有四个应变测量条(173-176)的测量电桥，其中两个-沿周向方向(5)-并排设置的应变测量条(173、174)的回纹形敷设的导体电路的直线的导体区段具有相同的取向，这些导体区段此外沿操作组件(10)的径向方向取向并且与该方向最大偏差±5度。

4.根据权利要求3所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述四个应变测量条(173-176)设置在DMS凹部(153)中，所述DMS凹部的底部(154)平行于中心面(7)定向。

5.根据权利要求3所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，沿周向方向(5)安装的应变测量条(173、174)的面重心(177、178)-平行于装置中心线(9)测量-位于缝隙室(37)的基底(38)上。

6.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述分析和通信电子装置(180)具有计算和存储单元(193)以及至少一个IO链路接口(190)，所述计算和存储单元存储和管理在所述制动和/或夹紧装置的使用寿命期间检测到的测量数据，所述IO链路接口输出或传送检测到的测量数据和分析结果。

7.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述分析和通信电子装置(180)具有可编程的测量放大器(191)，所述测量放大器能够通过IO链路接口(190)的计算和存储单元(193)从外部控制或调节。

8.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，这些弯曲板(15、16)的轴向槽(17、18)设置在摩擦面(31、32)与所述缝隙室(37)的基底(38)之间的区域中。

9.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述支撑元件(60)是能弹性变形的金属的支撑条(61)，所述支撑条的长度对应于各个轴向槽(17、18)的平均长度。

10.根据权利要求9所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述支撑条(61)-至少在一个端部的区域中-具有横向孔(62)。

11.根据权利要求9所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，各个轴向槽(17、18)具有通入其中的穿引槽(19)。

12.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，各个制动盘(81、101、121)或其部段(82-84；102-104)在两侧是平坦的。

13.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，制动盘(81)由至少三个相同尺寸的制动盘圆环段(82-84)构成，其中，在制动盘圆环段(82-84)之间存在的装配接缝(86)具有至少4mm的间隙宽度。

14.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述制动盘(101)由至少三个具有相同质量的制动盘段(102-104)组成，其中，位于装置中心线(9)和两个相邻的质量重心之间的最短连接线分别围成相同的夹角。

15.根据权利要求1所述的制动和/或夹紧装置，其特征在于，所述制动盘(121)具有阶梯状的分离部位(125)，所述分离部位的径向子间隙(122)沿周向方向至少具有以下宽度

RS＝6/5*π*(d_Ba-d_Gi)，单位为mm。

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