-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine Bremse zum Bremsen und/oder Halten einer
rotatorisch beweglichen Welle, die Bremse umfassend mindestens eine eine
Reibfläche aufweisende Bremsbacke sowie mindestens eine
beim Bremsen und/oder Halten mit der Reibfläche zusammenwirkende
Bremsfläche. Eine derartige Bremse eignet sich beispielsweise zum
Einsatz bei Direktantrieben, z. B. für Drehtische. Die
Erfindung betrifft weiterhin einen Drehtisch, umfassend eine derartige
Bremse.
-
Stand der Technik
-
Ein
Drehtisch dient zum rotativen Bewegen eines beweglichen Gehäuseelements
gegenüber einem feststehenden Gehäuseelement,
wobei die beiden Gehäuseelemente durch zumindest ein Lager,
z. B. ein Wälzlager, drehbar zueinander gelagert sind. Das
bewegliche Gehäuseelement dient der Auf nahme eines zu behandelnden
bzw. zu bearbeitenden Objekts oder der Aufnahme eines Adapterelements für
eine Behandlung oder Bearbeitung eines Objekts.
-
Angetrieben
werden Drehtische üblicherweise durch Direktantriebe, wodurch
nicht nur eine erhöhte Dynamik und Präzision erreicht
werden kann, sondern auch ein kompakter Aufbau möglich
wird. In vielen Anwendungen ist weiterhin eine Bremse erforderlich,
die insbesondere ein Halten bzw. Klemmen des beweglichen Gehäuseelements
im Stillstand gewährleisten soll. Auch wenn das Abbremsen
bei Direktantrieben in der Regel durch den Motor selbst erfolgt,
kann diese Bremse auch zum Bremsen einer Rotationsbewegung des beweglichen
Gehäuseelements gegenüber dem feststehendem Gehäuseelement
eingesetzt werden, z. B. im Fall einer Notbremsung. Bei einer gattungsgemäßen
Bremse entsteht durch das Zusammenwirken der Reibfläche
mit der Bremsfläche eine Reibkraft. Die Reibkraft verhindert im
Falle eines Haltens eine Drehung des beweglichen Gehäuseelements
und bewirkt im Falle eines Bremsens ein der Drehung des beweglichen
Gehäuseelements entgegengesetzt wirkendes Abbremsmoment.
Das Zusammenwirken erfolgt typischerweise durch einen Kontakt der
beiden Flächen.
-
Drehtische
werden beispielsweise in der Getränkeindustrie, insbesondere
als Behandlungsmaschinen für Behälter, in der
Productronic, z. B. zum Positionieren von Silizium-Wavern unter
Schleif- und Poliereinrichtungen, oder bei Laseranwendungen, z. B.
zum Positionieren der Werkstücke oder Optiken, eingesetzt.
-
Aus
der
DE 10 2007
004 095 A1 ist eine Bremse zum Bremsen einer linear und
rotatorisch beweglichen Welle bekannt, wobei die Bremseinrichtung
mindestens zwei bogenförmige und mit einer Bremshalterung
verbundene Bremsbacken umfasst, die mit einer zylindrischen Außenmantelfläche
einer sich gegenüber den Bremsbacken drehenden Welle beim
Bremsvorgang zusammenwirken, um eine Reibkraft und somit ein Bremsmoment
zu erzeugen. Nachteilig bei der Bremse der
DE 10 2007 004 095 A1 ist,
dass diese eine relativ große Betätigungskraft erfordert,
um eine ausreichende Reibkraft zum Halten der Welle zu erzeugen.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Bremse und einen Drehtisch bereitzustellen, die bzw. der eine möglichst
hohe Bremswirkung bzw. Haltevermögen bei einem möglichst
geringen Bauraum der Bremse zur Verfügung stellt, und die
bzw. der einfach und kostengünstig herzustellen ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Bremse gemäß dem unabhängigen
Anspruch gelöst. Demzufolge ist eine gattungsgemäße
Bremse dadurch gekennzeichnet, dass in einer eine Rotationsachse
der Welle umfassenden Schnittdarstellung sowohl die Reibfläche
als auch die Bremsfläche mit der Rotationsachse einen von
0 und 90 Grad verschiedenen Winkel einschließen.
-
Die
Aufgabe wird weiterhin durch einen Drehtisch gemäß dem
unabhängigen Anspruch gelöst. Demzufolge umfasst
ein erfindungsgemäßer Drehtisch ein feststehendes
Gehäuseelement, ein gegenüber dem feststehenden
Gehäuseelement rotatorisch bewegliches Gehäuseelement,
sowie eine erfindungsgemäße Bremse.
-
In
der die Rotationsachse umfassenden Schnittdarstellung verläuft
sowohl die Reibfläche als auch die Bremsfläche
zumindest abschnittsweise in einem von 0 und 90 Grad verschiedenen
Winkel zu der Rotationsachse der zu bremsenden Welle. D. h. sowohl
die Reibfläche als auch die Bremsfläche sind zumindest
abschnittsweise gegenüber der Rotationsachse geneigt. Die
bei dem Bremsvorgang bzw. beim Halten zusammenwirkenden Flächen,
nämlich Reibfläche und Bremsfläche, verlaufen
somit zumindest abschnittsweise weder parallel noch senkrecht zur Rotationsachse.
-
Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine derartige
Orientierung der beiden zusammenwirkenden Flächen eine
Erhöhung des Bremsmoments bzw. Haltemoments möglich
wird, ohne dabei den benötigten Bauraum zu vergrößern. So
kann beispielsweise die Bremsbacke zwei in einem Winkel zueinander
stehende Reibflächen aufweisen, wobei beim Aufbringen einer
Anpresskraft, die mit beiden Reibflächen ebenfalls einen
Winkel einschließt, Normalkräfte bezüglich
der Reibflächen entstehen, die in Abhängigkeit
des eingeschlossenen Winkels größer als die Anpresskraft
selbst sein können. Es wird also eine Normalkraftverstärkung
ermöglicht.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
-
Die
Bremsfläche soll rotationsfest mit der Welle verbunden
oder verbindbar sein. Gemäß einer Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Bremsfläche stoffschlüssig,
formschlüssig oder kraftschlüssig mit der Welle
verbunden ist oder verbindbar ist.
-
Gemäß einer
Ausführungsform schließt in einer die Rotationsachse
der Welle umfassenden Schnittdarstellung sowohl die komplette Reibfläche als
auch die komplette Bremsfläche mit der Rotationsachse einen
von 0 und 90 Grad verschiedenen Winkel ein. Es liegt somit weder
in der Reibfläche noch in der Bremsfläche ein
zur Rotationsachse senkrecht oder waagrecht verlaufender Abschnitt vor.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform liegt der von der Reibfläche
und/oder der Bremsfläche mit der Rotationsachse eingeschlossene
Winkel im Bereich von 60 bis 85 Grad, vorzugsweise im Bereich von
70 bis 80 Grad. Zwar sind grundsätzlich alle Winkel zwischen
0 und 90 Grad denkbar, die genannten Wertebereiche erwiesen sich
jedoch als besonders vorteilhaft.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst die Bremse zwei bogenförmige
Bremsbacken. Diese können die abzubremsende oder zu haltende Welle
außenumfänglich umgreifen und beide in einer gemeinsamen
senkrecht zur Rotationsachse stehenden Ebene angeordnet sein. Denkbar
ist selbstverständlich auch, dass die beiden bogenförmigen Bremsbacken
zwar in einer gemeinsamen senkrecht zur Rotationsachse stehenden
Ebene angeordnet sind, sich aber innerhalb der abzubremsenden oder zu
haltenden Welle, also innerhalb einer Hohlwelle, befinden und nach
außen wirken.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst eine bogenförmige
Bremsbacke zwei Reibflächen, wobei die Reibflächen
in einer die Rotationsachse der Welle umfassenden Schnittdarstellung
einen Winkel miteinander einschließen. Erfindungsgemäß schließt
jede der beiden Reibflächen in der Schnittdarstellung auch
mit der Rotationsachse einen von 90 Grad verschiedenen Winkel ein.
Bei dieser Ausführungsform ist insbesondere denkbar, dass beide
Reibflächen mit den Rotationsachse den gleichen Winkel
einschließen. Es bilden sich somit in der Schnittebene
aufeinander zulaufende Reibflächen. Um ein optimales Zusammenwirken
zwischen Reibflächen und Bremsflächen zu gewährleisten,
schließen auch die entsprechenden beiden Bremsflächen in
der Schnittdarstellung einen Winkel miteinander ein, und zwar den
gleichen Winkel wie die Reibflächen. Eine derartige, quasi
V-förmige, Anordnung der zusammenwirkenden Flächen
bietet den Vorteil, dass sich die Reibflächen innerhalb
der Bremsflächen selbst zentrieren können. Insbesondere
wenn die auf die Bremsbacken wirkende Anpresskraft unter einem Winkel
zu den Reibflächen steht, ergibt sich dann außerdem
eine Erhöhung der Normalkraft zwischen der Reibfläche
und der Bremsfläche. Im Rahmen der Erfindung können
die beiden Reibflächen – und somit auch die beiden
Bremsflächen – natürlich ebenso jeweils
unterschiedliche Winkel mit der Rotationsachse einschließen.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform sind die zwei bogenförmigen
Bremsbacken um zwei separate zur Rotationsachse der Welle parallel
verlaufende Achsen drehbar gelagert. Denkbar ist auch, dass die
zwei bogenförmigen Bremsbacken um eine gemeinsame zur Rotationsachse
der Welle parallel verlaufende Achse drehbar gelagert sind.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform wird die Bremsfläche
und/oder die Reibfläche durch einen Bremsbelag gebildet.
Dieser kann aufgeklebt oder aufgesprüht sein. Diese Ausführungsform
eignet sich insbesondere, wenn die Bremse zum Bremsen einer Drehbewegung
des beweglichen Gehäuseelements verwendet wird. Sofern
die Bremse zum Halten des stillstehenden beweglichen Gehäuseelements
eingesetzt wird, ist es ausreichend, wenn sowohl die Reibfläche
als auch die Bremsfläche aus Stahl, vorzugsweise gesandstrahltem
Stahl, bestehen.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst die Bremse eine federkraftbeaufschlagte und/oder
schwerkraftbeaufschlagte Betätigung der Bremse. Die Betätigung
der Bremse bewirkt das Zusammenwirken der Bremsfläche und
Reibfläche, also z. B. das gegenseitige Kontaktieren dieser
Flächen. Aus der resultierenden Normalkraft und dem vorliegenden
Reibkoeffizienten wird ein der Drehung entgegen wirkendes Abbremsmoment
bzw. ein das Halten bewirkende Haltemoment erzeugt. Das Lösen der
Bremse kann bei dieser Ausführungsform beispielsweise pneumatisch,
hydraulisch und/oder elektrisch erfolgen. Hierdurch ergibt sich
ein sehr sicheres System, da im Falle eines Energieausfalles ein automatischer
Bremsvorgang eingeleitet wird. Darüber hinaus liegt die
Bremswirkung bzw. Haltewirkung stets auch bei einer von der Energieversorgung
abgetrennten (z. B. ausgeschalteten) Anlage vor.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst die Bremse eine pneumati sche,
hydraulische und/oder elektrische Betätigung der Bremse.
Denkbar ist, dass diese Betätigung der Bremse zusätzlich zu
einer federkraftbeaufschlagten und/oder schwerkraftbeaufschlagten
Betätigung eingesetzt wird. Denkbar ist jedoch insbesondere
auch, dass diese Betätigung anstelle einer federkraftbeaufschlagten und/oder
schwerkraftbeaufschlagten Betätigung eingesetzt wird. Das
Lösen der Bremse kann nun entweder ebenfalls pneumatisch,
hydraulisch und/oder elektrisch erfolgen, oder aber auch federkraftbeaufschlagt
und/oder schwerkraftbeaufschlagt.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bremsbacke
bogenförmig ausgebildet ist, und die Reibfläche
sich umfänglich nur über ein Teilsegment der Bremsbacke
erstreckt. Bevorzugt ist insbesondere, dass sich die Reibfläche umfänglich
nur über ein Teilsegment von 10 bis 45 Grad, vorzugsweise
von 20 bis 30 Grad erstreckt. Hierdurch wird ein präzises
Kontaktieren der Reibfläche ermöglicht.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des Drehtisches weist das bewegliche
Gehäuseelement auf einer Außenmantelfläche
eine umlaufende Nut auf, wobei die Nut ein im Wesentlichen trapezförmiges
Querschnittsprofil, dessen zwei Schenkel Reibflächen ausbilden,
aufweist. Diese Nut kann auf einfache Weise, z. B. spanend, in das
bewegliche Gehäuseelement eingebracht werden. Vorzugsweise schließen
die beiden Schenkel in einer die Rotationsachse des beweglichen
Gehäuseelements umfassenden Schnittdarstellung mit der
Rotationsachse den gleichen Winkel ein. Durch das trapezförmige Querschnittsprofil
ergibt sich ein selbstständiges Zentrieren der in die Nut
eingreifenden Bremsbacke.
-
Alternativ
kann gemäß einer Ausführungsform des
Drehtisches das bewegliche Gehäuseelement auf einer Innenmantelfläche
eine umlaufende Nut aufweisen, wobei die Nut ein im Wesentlichen trapezförmiges
Querschnittsprofil, dessen zwei Schenkel Reibflächen ausbilden,
aufweist.
-
Das
bewegliche Gehäuseelement des erfindungsgemäßen
Drehtisches bildet entweder die rotatorisch bewegliche Welle der
erfindungsgemäßen Bremse einstückig aus,
oder diese beiden Maschinenelemente sind miteinander drehfest verbunden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten
Figuren erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Bremse,
-
2 eine schematische Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Bremse, und
-
3 ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Drehtisches.
-
Detaillierte Beschreibung
der Zeichnungen
-
Gleiche
oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt
eine erfindungsgemäße Bremse 1 zum Bremsen
und/oder Halten einer rotatorisch beweglichen Welle 2,
die um ihre Rotationsachse 3 rotieren kann, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist ein Halbschnitt,
umfassend die Rotationsachse 3.
-
Die
Bremse 1 umfasst eine Bremsbacke 4, die wiederum
zwei Reibflächen 5, 6 aufweist. Die Bremsbacke 4 besteht
im Wesentlichen aus einem Kreisringsegment, ist also bogenförmig
geformt. Insbesondere sind die sich umfänglich erstreckenden Reibflächen 5, 6 entlang
ihrer umfänglichen Erstreckung rotationssymmetrisch.
-
Grundsätzlich
könnten sich die Reibflächen 5, 6 zwar
umfänglich über die gesamte Bremsbacke 4 erstrecken.
In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Reibflächen 5, 6 umfänglich
jedoch nur über ein verhältnismäßig
kleines Teilsegment der Bremsbacke 4. Es zeigte sich nämlich,
dass bei sich über ein großes Teilsegment erstreckenden
Reibflächen 5, 6 schwer zu beherrschen
ist, an welcher Stelle die Reibflächen 5, 6 die
Welle 2 kontaktieren. Dadurch wäre die Dimensionierung
bzw. die genaue Einstellung der Bremskraft bzw. Klemmkraft nur schwer
möglich. Wenn jedoch umfänglich nur ein verhältnismäßig
kleines Teilsegment gewählt wird, z. B. 20 bis 30 Grad
umfänglicher Umschließung, ist das Hebelverhältnis
zwischen Betätigungskraft (Federkraft) und radialer Anpresskraft
(zwischen Bremsbacke 4 und Welle 2) bzw. zwischen
Ausrückweg (am freien Bremsbackenende) und Entfernung der
Reibflächen 5, 6 und der zugehörigen
Bremsflächen 7, 8 besser beherrschbar.
-
Das
Bremsen bzw. Halten der Welle 2 erfolgt durch Aufbringen
einer radial nach innen gewandten Kraft 7, der Anpresskraft,
(dargestellt durch den Pfeil), wodurch die die Welle 2 umgreifende
Bremsbacke 4 radial in Richtung der Welle bewegt bzw. gedrückt
wird. Diese Kraft 7 schließt mit jeder Reibfläche 5, 6 einen
Winkel ein. In Verbindung mit den geneigt zueinander stehenden Reibflächen 5, 6 ergibt sich
somit eine Erhöhung der Normalkraft (also der zwischen
Reibfläche und Bremsfläche wirkenden Druckkraft),
so dass die Bremswirkung bzw. Haltewirkung gegenüber einer
Bremse mit senkrecht zu den Reibflächen 5, 6 stehender
Anpresskraft verstärkt wird. Ein Abbremsmoment bzw. Haltemoment
entsteht, sobald die Reibflächen 5, 6 in
Kontakt mit den Bremsflächen 7, 8 der
Welle 2 kommen. Die Bremsflächen 7, 8 sind
in einer Nut 9 angeordnet, wobei die Nut 9 in
eine Außenmantelflä che 10 der Welle 2 eingebracht
wurde.
-
Sowohl
die Reibflächen 5, 6 als auch die Bremsflächen 7, 8 sind
gegenüber der Rotationsachse 3 geneigt angeordnet.
D. h. sowohl die Reibflächen 5, 6 als
auch die Bremsflächen 7, 8 schließen mit
der Rotationsachse einen von 0 und 90 Grad verschiedenen Winkel
ein. Insbesondere schließen die Reibflächen 5, 6 mit
der Rotationsachse 3 die Winkel γ und δ ein
und die Bremsflächen 7, 8 schließen
mit der Rotationsachse 3 die Winkel α und β ein.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind
die Winkel α, β, γ und δ gleich
groß und betragen 75 Grad. Die Reibflächen 5, 6 und
die Bremsflächen 7, 8 sind in der Schnittdarstellung
nach 1 durch Geraden dargestellt, d. h. diese Flächen
werden durch Mantelflächen von gedachten Kegelstümpfen
gebildet.
-
2a zeigt
eine erfindungsgemäße Bremse 1 zum Bremsen
und/oder Halten einer rotatorisch beweglichen Welle 2,
die um ihre Rotationsachse 3 rotieren kann, gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist ein Halbschnitt,
umfassend die Rotationsachse 3.
-
Im
Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel befindet sich
die Nut 9 in einer Stirnseite 11 der Welle und
die Bremsbacke 4 wird beim Bremsen bzw. Halten axial an
die Welle 2 gedrückt, so dass wiederum ein Kontakt
zwischen den Reibflächen 5, 6 und Bremsflächen 7, 8 entsteht
und die Kraft 7 (Anpresskraft) unter einem Winkel zu den
zusammenwirkenden Flächen (Reibflächen 5, 6 und
Bremsflächen 7, 8) steht.
-
Zwar
weisen jeweils zusammenwirkende Reib- und Bremsflächen
gleiche Neigungen gegenüber der Rotationsachse auf, d.
h. der Winkel α entspricht dem Winkel δ und der
Winkel β entspricht dem Winkel γ. Die beiden Reibflächen 5, 6 weisen untereinander
jedoch einen unterschiedlichen Winkel auf.
-
Die
Bremsbacke 4 besteht aus zwei Kreisringen 4' und 4'',
wodurch vermieden wird, dass bei einer Betätigung der Bremse 1 nur
eine Reibfläche 5, 6 in Kontakt mit einer
Bremsfläche 7, 8 kommen kann.
-
Zwar
stellt das Ausführungsbeispiel nach 2 grundsätzlich
eine erfindungsgemäße Lösung dar. Zu
beachten ist jedoch, dass bei diesem Ausführungsbeispiel
schwierig zu gewährleisten ist, dass die Reibflächen 5, 6 und
Bremsflächen 7, 8 sauber aneinander anliegen.
Außerdem wirkt beim Bremsen bzw. Halten eine Axialkraft
auf die Welle 2 und somit das Wälzlager. Aus diesen
Gründen sind umfänglich an der Welle 2 angeordnete
Bremsflächen 7, 8 (siehe Ausführungsbeispiel
nach 1) zu bevorzugen.
-
2b zeigt
eine erfindungsgemäße Bremse 1 zum Bremsen
und/oder Halten einer rotatorisch beweglichen Welle 2,
die um ihre Rotationsachse 3 rotieren kann, gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist ein Halbschnitt,
umfassend die Rotationsachse 3.
-
Die
Bremsbacke 4 wird hierbei durch einen konusförmigen
Körper mit einer einzigen Reibfläche 5 gebildet.
Diese Reibfläche 5 kontaktiert beim Bremsen bzw.
Halten eine einzige Bremsfläche 7. Denkbar wäre
selbstverständlich auch, anstelle eines konusförmigen
Körpers aus Vollmaterial einen ringförmigen Körper
mit entsprechender Reibfläche 5 einzusetzen.
-
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Drehtisches 12.
-
Die 3a, 3b und 3c zeigen
dabei dreidimensionale Darstellungen des Drehtisches 12. 3a zeigt
einen zusammengebauten Zustand; in 3b wurde
ein Teil des feststehenden Gehäuseelements entfernt; in 3c wurde
des Weiteren das bewegliche Gehäuseelement entfernt.
-
3d zeigt
eine Draufsicht entlang der Rotationsachse 14 und 3e zeigt
eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A aus 3d.
-
3f zeigt
eine Detaildarstellung betreffend die Betätigung der Bremse 1 gemäß der
Schnittlinie B-B in 3d.
-
Der
Drehtisch 12 umfasst ein sich um eine Rotationsachse 14 drehendes,
bewegliches Gehäuseelement 13, das im Wesentlichen
durch eine Hohlwelle gebildet wird. Dieses bewegliche Gehäuseelement 13 ist
durch eine nicht dargestellte Wälzlagerung gegenüber
einem feststehendem Gehäuseelement 15 drehbar
gelagert.
-
An
dem beweglichen Gehäuseelement 13 greift eine
erfindungsgemäße Bremse 1 an. D. h. das bewegliche
Gehäuseelement 13 entspricht der Welle.
-
Das
bewegliche Gehäuseelement 13 weist hierfür
einen Absatz 16 auf, in dem sich eine Nut 9 befindet.
Die Nut 9 besitzt ein trapezförmiges Querschnittsprofil,
dessen Schenkel Bremsflächen 7, 8 ausbilden.
Die Bremsflächen 7, 8 schließen
mit der Rotationsachse 14 jeweils den gleichen Winkel ein, d.
h. sie sind gegenüber der Rotationsachse 14 gleich
stark geneigt.
-
Die
Bremse 1 umfasst zwei in die Nut 9 eingreifende
Bremsbacken 4, 17. Jede Bremsbacke 4, 17 weist
zwei Reibflächen 5, 6 auf, die ebenfalls
gegenüber der Rotationsachse 14 gleich stark geneigt sind;
insbesondere schließen die Reibflächen 5, 6 mit der
Rotationsachse 14 den gleichen Winkel ein, wie die Bremsflächen 7, 8.
Durch die radial angreifende Anpresskraft (Kraft 7) werden
die Bremsbacken 4, 17 an das bewegliche Gehäuseelement 13 gepresst. Durch
den Neigungswinkel der Reibflächen 5, 6 und Bremsflächen 7, 8 zur
Rotationsachse 14 kommt es zur im Rahmen der 1 beschriebenen
Erhöhung der Normalkraft zwischen den Reibflächen 5, 6 und Bremsflächen 7,8.
Durch das V-Profil der Reibflächen 5, 6 und
der Bremsflächen 7, 8 einer Bremsbacke 4, 17 wirkt
bei Betätigung der Bremse keine Axialkraft auf die Welle 2 und
somit auf das Wälzlager.
-
Die
Bremse 1 ist direkt an den Drehtisch 12 montiert,
insbesondere ist die Bremse 1 teilweise direkt an dem Drehtisch 12 ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Bremse 1 kann somit
direkt an einem Direktantriebsmotor ausgebildet sein.
-
Der
Drehtisch 12 umfasst weiterhin ein nicht dargestelltes
Messsystem zur Bestimmung der Winkellage und/oder Winkelgeschwindigkeit
des beweglichen Gehäuseelements 13.
-
Wie
in 3d zu erkennen ist, sind die beiden Bremsbacken 4, 17 an
zwei verschiedenen Drehpunkten 18, 19 drehbar
gelagert, wobei entsprechende Drehachsen parallel zur Rotationsachse 14 verlaufen.
-
Pro
Bremsbacke 4, 17 sind je zwei Reibflächen 5, 6 vorgesehen,
so dass insgesamt vier Paare Reibfläche/Bremsfläche
vorliegen.
-
Die
Bremse 1 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel
eine federkraftbeaufschlagte Betätigung auf. Hierfür
sind die beiden nicht in den Drehpunkten 18, 19 gelagerten
Enden 23 (freie Enden) der bogenförmigen Bremsbacken 4, 17 mit
einer Zugfeder 20 verbunden. Die Zugfeder 20 sorgt
dafür, dass die Bremsbacken 4, 17 in
die Nut 9 gedrückt werden, so dass letztendlich
die Reibflächen 5, 6 die Bremsflächen 7, 8 kontaktieren.
Die Reibflächen 5, 6 der Bremsbacken 4, 17 erstrecken
sich umfänglich nur über ein Teilsegment von 20
Grad. Die Teilsegmente der Reibflächen 5, 6 sind
dabei bezüglich der Rotationsachse 14 gegenüberliegend
angeordnet. Dadurch wirken beide Bremsbacken 4, 17 direkt
gegenüberliegend und definiert auf die Welle, so dass keine
resultierende radiale Kraft auf die Welle und somit auf das Wälzlager
wirkt.
-
Das Öffnen
der Bremse erfolgt pneumatisch. Dazu wird ein Pneumatikzylinder 24 mit
Druck beaufschlagt, wodurch ein konusförmiger Zapfen 21 aus fährt,
der wiederum zwei Druckelemente 22 derart gegen die Enden 23 der
Bremsbacken 4, 17 drückt, dass diese
gegen die Federkraft öffnen.
-
Wie
in 3f zu erkennen ist, befinden sich an den Druckelementen 22 rotativ
beweglich gelagerte zylindrische Körper 26 (Rollen),
die in direktem Kontakt mit einer Konusmantelfläche 25 des
konusförmigen Zapfens 21 stehen. Dadurch wird
erreicht, dass eine Axialkraft des konusförmigen Zapfens 21 bei
einer Ausfahrbewegung desselbigen äußerst reibungsarm
in Spreizkräfte, die in einer senkrecht zur Rotationsachse 14 liegenden
Ebene die Enden 23 auseinanderdrücken, überführt
werden kann.
-
- 1
- Bremse
- 2
- Welle
- 3
- Rotationsachse
- 4
- Bremsbacke
- 5
- Reibfläche
- 6
- Reibfläche
- 7
- Bremsfläche
- 8
- Bremsfläche
- 9
- Nut
- 10
- Außenmantelfläche
- 11
- Stirnseite
- 12
- Drehtisch
- 13
- bewegliches
Gehäuseelement
- 14
- Rotationsachse
- 15
- feststehendes
Gehäuseelement
- 16
- Absatz
- 17
- Bremsbacke
- 18
- Drehpunkt
- 19
- Drehpunkt
- 20
- Zugfeder
- 21
- konusförmiger
Zapfen
- 22
- Druckelement
- 23
- Ende
- 24
- Pneumatikzylinder
- 25
- Konusmantelfläche
- 26
- zylindrischer
Körper
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102007004095
A1 [0005, 0005]