DE20209151U1 - Bremsvorrichtung sowie damit ausgestatteter fluidbetätigter Arbeitszylinder - Google Patents

Description

G 19832 - leet 22. April 2002

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Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung zum Abbremsen und/oder Festhalten einer relativ zu einem Grundkörper in Richtung ihrer Längsachse bewegbaren Stange, mit einem zur Aktivierung oder Deaktivierung der Bremsvorrichtung in mit der Richtung der Längsachse der Stange zusammenfallenden, einander entgegengesetzten Stellrichtungen relativ zum Grundkörper verstellbaren Stellglied, mit dem auf entgegengesetzten Längsseiten der Stange angeordnete, untereinander einen festen Abstand aufweisende Beaufschlagungsglieder in den Stellrichtungen spielfrei bewegungsgekoppelt sind, welche vorgesehen sind, um entsprechend ihrer momentanen Stellung eine mehr oder weniger große Betätigungskraft auf unter Ausführung einer Arbeitsbewegung quer zur Längsachse der Stange bewegliche, gegen den Außenumfang der Stange andrückbare Bremskörper auszuüben. Die Erfindung betrifft ferner einen mit einer solchen Bremsvorrichtung ausgestatteten fluidbetätigten Arbeitszylinder.

Eine Bremsvorrichtung dieser Art geht aus der EP 0 177 036 Bl hervor. In dem bekannten Falle ist ein gehäuseartiger Grundkörper vorgesehen, der von der abzubremsenden oder festzuhal-

tenden Stange durchsetzt wird. Im Grundkörper befindet sich ein kolbenartiges Stellglied, an dem auf entgegengesetzten Längsseiten der Stange angeordnete, von Rollkörpern gebildete Beaufschlagungsglieder gelagert sind. Die Beaufschlagungsglieder kooperieren mit am Gehäuse verschwenkbar gelagerten Bremskörpern und drücken diese gegen den Außenumfang der Stange, wenn das Stellglied verlagert wird. Die Verlagerung des Stellgliedes wird in Verbindung mit einer Feder durch Fluidbeaufschlagung gesteuert.

Die bekannte Bremsvorrichtung erfordert einen hohen fertigungstechnischen Aufwand, um einen funktionssicheren und verschleißarmen Betrieb zu gewährleisten. Bereits geringe Maßabweichungen können dazu führen, dass die Bremskörper ungleichförmig gegen die Stange angedrückt werden oder dass das die Beaufschlagungsglieder tragende Stellglied im Grundkörper verkantet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich bei reduziertem Herstellungsaufwand durch eine funktionssichere und verschleißarme Betriebsweise auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Beaufschlagungsglieder derart relativ zum Stellglied bewegbar gelagert sind, dass sie unter Beibehaltung ihres festen Abstandes gemeinsam

und unabhängig vom Stellglied in der Richtung der Arbeitsbewegung der Bremskörper bewegbar sind.

Wird nun das Stellglied in einer Stellrichtung verlagert, um zur Variation der Betätigungskraft die axiale Relativposition zwischen den Beaufschlagungsgliedern und den axial feststehenden Bremskörpern zu variieren, sind die Bremskörper in der Lage, eine Ausgleichsbewegung quer zur Längsrichtung der Stange relativ zum Stellglied auszuführen. Auf diese Weise ergibt sich eine Selbstzentrierung mit Bezug zu den Bremskörpern, die folglich stets gleichmäßig an die Stange angedrückt werden, so dass übermäßiger Verschleiß vermieden wird. Außerdem wird verhindert, dass durch das Zusammenwirken zwischen den Beaufschlagungsgliedern und den Bremskörpern Kippkräfte auf das Stellglied ausgeübt werden, die einen übermäßigen Verschleiß zur Folge haben könnten. Da insgesamt geringere Anforderungen an die einzuhaltenden Fertigungstoleranzen gestellt sind, ist eine kostengünstige Herstellung der Bremsvorrichtung möglich.

Entsprechende Vorteile ergeben sich bei einem mit der Bremsvorrichtung ausgestatteten fluidbetätigten Arbeitszylinder.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zweckmäßigerweise sind die Beaufschlagungsglieder dem Stellglied in einer Stellrichtung vorgelagert und gemeinsam an ei-

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nem Koppelglied angeordnet, das an dem Stellglied um eine quer zur Richtung der Arbeitsbewegung der Bremskörper verlaufende Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist. Die Ausgleichsbewegung der Beaufschlagungsglieder ist somit eine geringfügige Schwenkbewegung um die erwähnte Schwenkachse. Diese Bauform ermöglicht es, auf relativ einfache Weise die in den Stellrichtungen spielfreie Bewegungskopplung mit dem Stellglied und zugleich die Relativbewegung quer zur Längsachse der Stange zu erzielen.

Bei einem bevorzugten Aufbau setzt sich das Koppelglied aus zwei auf entgegengesetzten Längsseiten der Stange angeordneten Tragelementen zusammen, die jeweils einen parallel zur Stange verlaufenden Tragarm und zwei einenends am Tragarm vorgesehene, einander entgegengesetzt orientierte Querarme enthalten, wobei die Tragarme mit ihren den Querarmen entgegengesetzten Enden am Stellglied gelagert sind und wobei zwischen den beiden Paaren sich gegenüberliegender Querarme der beiden Tragelemente die Beaufschlagungsglieder angeordnet sind. Auf diese Weise ist insgesamt eine sehr kompakte Anordnung möglich, wobei die Stange das Koppelglied platzsparend durchsetzt. Als weitere platzsparende Maßnahme kann vorgesehen sein, dass die Bremskörper vom Koppelglied durchsetzt werden.

Ein sehr gutes Ansprechverhalten mit geringen Reibungskräften kann erzielt werden, wenn die Beaufschlagungsglieder von drehbar gelagerten Rollkörpern gebildet sind.

Die Bremskörper sind zweckmäßigerweise derart gelagert, dass sie relativ zum Grundkörper in Längsrichtung der Stange ortsfest fixiert sind, gleichzeitig aber quer zur Längsrichtung der Stange unabhängig voneinander frei verstellbar sind. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung, bei der die Bremskörper an fest mit dem Grundkörper verbundenen Führungsmitteln rechtwinkelig zur Längsachse der Stange translatorisch verstellbar gelagert sind. Auf diese Weise erfolgt beim Bremsvorgang unabhängig von der gewünschten Intensität des Brems-Vorganges eine gleichmäßige, großflächige Übertragung der Bremskraft auf die Stange.

Die Führungsmittel sind zweckmäßigerweise von mindestens einer am Grundkörper fixierten Führungsstange gebildet, wobei eine Bauform mit zwei zueinander parallelen FührungsStangen bevorzugt wird.

Bei dem für die Verlagerung der Beaufschlagungsglieder verantwortlichen Stellglied handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Stellkolben, dessen Bewegung in Abhängigkeit von einer Fluidbeaufschlagung gesteuert wird. Dabei steht der Stellkolben zweckmäßigerweise in einer Stellrichtung unter der ständigen Vorspannung einer Federanordnung, wobei zur Überwindung der Federkraft eine entgegengesetzt gerichtete Fluidbeaufschlagung des Stellkolbens stattfindet. Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, dass die Federkraft den Stellkolben im Sinne der Aktivierung der Bremsvorrichtung beaufschlagt, so

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dass zur Deaktivierung eine Fluidbeaufschlagung des Stellkolbens, insbesondere mit Druckluft, erforderlich ist. Daraus resultiert ein Sicherheitsaspekt, da die Bremsvorrichtung bei einem Ausfall der Fluidversorgung automatisch aktiviert wird.

In Verbindung mit einem fluidbetätigten Arbeitszylinder kann es sich bei der Stange unmittelbar um die entsprechend verlängerte Kolbenstange des Arbeitszylinders handeln. Es besteht auch die Möglichkeit, an der Stange Verbindungsmittel vorzusehen, die eine Befestigung an der Kolbenstange eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ermöglichen. Dies empfiehlt sich, wenn ein konventioneller Arbeitszylinder mit der Bremsvorrichtung nachträglich ausgerüstet werden soll.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1 eine bevorzugte Bauform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung im Zusammenhang mit einem schematisch angedeuteten, fluidbetätigten Arbeitszylinder in einer Draufsicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil I aus Figur 2,

Figur 2 einen Längsschnitt durch die Bremsvorrichtung gemäß Schnittlinie II-II aus Figur 1,

Figur 3 eine weitere Längsschnittdarstellung gemäß Schnittlinie II-II aus Figur 1, allerdings in perspektivischer Darstellung und mit Ausnahme des unten liegenden

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Bremskörpers im ungeschnittenen Zustand der im Grundkörper angeordneten Komponenten,

Figur 4 eine Seitenansicht der Anordnung aus Figur 3 mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV, wobei der in Figur 3 nicht gezeigte Abschnitt des unteren Bremskörpers strichpunktiert angedeutet ist,

Figur 5 einige der im Grundkörper angeordneten Komponenten der Bremsvorrichtung in einer perspektivischen Einzeldarstellung, wobei die Bremskörper nicht gezeigt sind,

Figur 6 eine Draufsicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil VI aus Figuren 3 und 7 auf die isoliert vom Grundkörper abgebildeten Komponenten der Bremsvorrichtung, und

Figur 7 einen Querschnitt durch die Bremsvorrichtung gemäß Schnittlinie VII-VII aus Figuren 3 und 6, wobei der Grundkörper strichpunktiert angedeutet ist.

Die in der Zeichnung mit Bezugsziffer 2 bezeichnete Bremsvorrichtung ermöglicht das Abbremsen und/oder Festhalten einer Stange 3, die in Richtung ihrer Längsachse 4 relativ zu einem Grundkörper 5 hin und her bewegbar ist. Im Folgenden sei die in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil angedeutete Bewegung der Stange 3 als Stangenbewegung 16 bezeichnet.

Die Stange 3 kann zu einem beliebigen Gerät gehören oder kann so ausgebildet sein, dass sie mit der bewegbaren Komponente

eines Gerätes verbindbar ist. Beim Ausführungsbeispiel ist die Stange 3 von der Kolbenstange 3a eines fluidbetätigten Arbeitszylinders 1 gebildet, der mit der Bremsvorrichtung 2 ausgestattet ist. Die Bremsvorrichtung 2 kann eingesetzt werden, um die Stange 3 und somit die Kolbenstange 3a in ihrer Bewegung abzubremsen oder unbeweglich festzuhalten.

Der Arbeitszylinder 1 besitzt ein längliches Zylindergehäuse 6, in dem sich ein Antriebskolben 7 befindet, an dem die Kolbenstange 3a befestigt ist. Der Antriebskolben 7 teilt im Grundkörper 5 zwei Antriebsräume 8a, 8b voneinander ab, die über Fluidkanäle 12a, 12b fluidisch ansteuerbar sind. Auf diese Weise kann der Antriebskolben 7, und mit diesem die Kolbenstange 3a, zu einer Linearbewegung angetrieben werden, die sich an einem außerhalb des Zylindergehäuses 6 befindlichen Kraftabgriffsabschnitt 13 abgreifen lässt, um ein beliebiges Bauteil zu verlagern und/oder zu positionieren.

An der rückwärtigen Stirnseite des Grundkörpers 5 sind Befestigungsmittel 14 vorgesehen, die die Befestigung des Grundkörpers 5 an der vorderen Stirnseite des Zylindergehäuses 6 des Arbeitszylinders 1 ermöglichen.

Die nachfolgend nurmehr als Stange 3 bezeichnete Kolbenstange 3a durchsetzt den Grundkörper 5 in Längsrichtung. Der Grundkörper 5 selbst ist als Gehäuse 5a ausgebildet und nimmt weitere Komponenten der Bremsvorrichtung 2 vor externem Zugriff geschützt auf.

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Wird ein fluidbetätigter Arbeitszylinder ab Werk mit der Bremsvorrichtung ausgestattet, wird zweckmäßigerweise eine verlängerte Kolbenstange verwendet, die, wie beim Ausführungsbeispiel, in Baueinheit gleichzeitig die Stange 3 der Bremsvorrichtung bildet. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, insbesondere zu Nachrüstzwecken, an der Stange 3 der Bremsvorrichtung Verbindungsmittel 9 vorzusehen, die eine Befestigung an der standardmäßig vorhandenen Kolbenstange eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ermöglichen. Dies ist in Figur 2 strichpunktiert angedeutet.

Bei dem fluidbetätigten Arbeitszylinder 1 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Pneumatikzylinder. Allerdings eignet sich die Bremsvorrichtung auch für Einsätze im Zusammenhang mit Hydraulikzylindern.

Im Innern des gehäuseartigen Grundkörpers 5 befindet sich ein Stellglied 17, das zur Aktivierung oder Deaktivierung der Bremsvorrichtung 2 dient und hierzu in zwei einander entgegengesetzte, durch Pfeile angedeutete Stellrichtungen 18a, 18b verlagerbar ist, die mit der Richtung der Längsachse 4 der Stange 3 zusammenfallen. Zur besseren Unterscheidung seien die beiden Stellrichtungen nachfolgend auch als Aktivierungsrichtung 18a und Deaktivierungsrichtung 18b bezeichnet.

Das Stellglied 17 könnte prinzipiell auf beliebige Art und Weise betätigt werden. Eine elektromotorische Verstellung wä-

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re möglich. Zweckmäßig ist allerdings die beim Ausführungsbeispiel vorhandene Bauform, bei der das Stellglied 17 als Stellkolben 17a ausgebildet ist, dessen Stellbewegung durch Fluidbeaufschlagung gesteuert werden kann.

Der Stellkolben 17a befindet sich in einer Aufnahmekammer im Innern des Grundkörpers 5, wobei er koaxial zur Stange 3 angeordnet und von der Stange zentral durchsetzt wird.

Der Stellkolben 17a unterteilt die Aufnahmekammer 15 axial in eine erste und eine zweite Beaufschlagungskammer 22a bzw. 22b. Die erste Beaufschlagungskammer 22a steht mit einem nach außen geführten Fluidkanal 23 in Verbindung, über den ein fluidischen Druckmedium zugeführt oder abgeführt werden kann. Dies geschieht zweckmäßigerweise mittels einer nicht näher gezeigten Steuerventileinrichtung.

In der zweiten Beaufschlagungskammer 22b befindet sich eine Federanordnung 24. Sie umschließt die Stange 3 koaxial und ist zweckmäßigerweise von einer Schraubendruckfeder gebildet. Alternativ wäre beispielsweise auch eine Tellerfederanordnung möglich. Die Federanordnung 24 stützt sich einenends am Stellkolben 17a und andernends an einer fest mit dem Grundkörper 5 verbundenen Abstützfläche 25 ab.

Durch die Federanordnung 24 steht der Stellkolben 17a in ständiger Vorspannung, wobei die Vorspannrichtung beim Ausführungsbeispiel mit der Aktivierungsrichtung 18a zusammen-

fällt. Bei druckloser erster Beaufschlagungskammer 22a wird der Stellkolben 17a durch die Federanordnung 24 in einer Grundstellung gehalten, in der er an die stirnseitige Abschlusswand 2 6 der ersten Beaufschlagungskammer 22a angenähert ist (nicht dargestellt). Durch Einspeisung eines Druckmediums in die erste Beaufschlagungskammer 22a kann die Federkraft überwunden und der Stellkolben 17a in der Deaktivierungsrichtung 18b verstellt werden. Die Stellbewegung ist hier begrenzt, und zwar durch eine der erwähnten stirnseitigen Abschlusswand 26 gegenüberliegende gehäusefeste Anschlagfläche 26b.

Zur gegenseitigen fluidischen Abdichtung der beiden Beaufschlagungskammern 22a, 22b trägt der Stellkolben 17a am Außenumfang eine erste Dichtung 27, die mit der Mantelfläche der Aufnahmekammer 15 dichtend zusammenarbeitet. Außerdem ist ein Rohrstück 28 vorgesehen, das koaxial zwischen der Stange 3 und dem Stellkolben 17a angeordnet ist und das mit der die erste Beaufschlagungskammer 22a begrenzenden ersten stirnseitigen Abschlusswand 26 des Grundkörpers 5 unter Abdichtung fest verbunden ist. In dem in den Stellkolben 17a eintauchenden Längenabschnitt ist das Rohrstück 28 am Außenumfang mit einer zweiten Dichtung 33 versehen, die mit der Innenfläche des ringförmig ausgebildeten Stellkolbens 17a dichtend zusammenarbeitet. Der Stellkolben 17a ist somit gleitverschieblich und unter Abdichtung auf dem Rohrstück 28 angeordnet. Da das Rohrstück 28 die erste Beaufschlagungskammer 22a durchsetzt, ist diese ringförmig ausgebildet.

Um eine präzise Verschiebeführung für den Stellkolben 17a zu erzielen, ragt das Rohrstück 28 ein Stück weit in die zweite Beaufschlagungskammer 22b hinein und am Stellkolben 17a ist ein hülsenartiger Führungsfortsatz 34 angeordnet, der auf dem Rohrstück 28 läuft.

In der zweiten Beaufschlagungskammer 22b sind, axial beabstandet zu dem beim Ausführungsbeispiel von einem Stellkolben 17a gebildeten Stellglied 17, zwei Bremskörper 35a, 35b angeordnet. Sie befinden sich auf einander entgegengesetzten Längsseiten der Stange 3, wobei sie sich rechtwinkelig zur Längsachse 4 auf gleicher Höhe gegenüber liegen. Die Bremskörper 35a, 35b sind bezüglich dem Grundkörper 5 in Richtung der Stangenbewegung 16 ortsfest fixiert, gleichzeitig aber quer dazu und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse 4 der Stange 3 unabhängig voneinander, zweckmäßigerweise translatorisch, verstellbar. Die möglichen Verstellbewegungen der Bremskörper 35a, 35b seien als durch Doppelpfeile markierte Arbeitsbewegungen 36 bezeichnet.

Bevorzugt wird diese Lagerung der Bremskörper 35a, 35b durch Führungsmittel 37 erzielt, an denen die Bremskörper 35a, 35b rechtwinkelig zur Längsachse 4 der Stange 3 translatorisch verstellbar gelagert sind. Die Führungsmittel 37 bestehen beim Ausführungsbeispiel aus zwei zueinander parallelen Führungsstangen 37a, 37b, die in Richtung der gewünschten Arbeit sbewegung 36 ausgerichtet sind und die die Stange 3 auf einander entgegengesetzten Längsseiten passieren, wobei sie

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mit ihren beiden Endbereichen 3 8 jeweils fest im Grundkörper 5 verankert sind.

Wie aus Figur 7 gut ersichtlich ist, sind die Bremskörper 35a, 35b an der der Stange 3 zugewandten Seite jeweils mit einer oder mehreren Bremsflächen 42 ausgestattet, die einen Reibungskoeffizienten besitzen, der beim Andrücken an die Stange 3 das Hervorrufen eines Abbremseffektes gewährleistet. Zweckmäßigerweise enthält jeder Bremskörper 35a, 35b mehrere Bremsflächen 42, die an in Umfangsrichtung der Stange 3 beabstandeten Stellen mit der Stange 3 zusammenarbeiten können. Insbesondere handelt es sich um zwei winkelig zueinander verlaufende Bremsflächen 42 pro Bremskörper 35a, 35b.

Die Bremskörper 35a, 35b enthalten zweckmäßigerweise jeweils

einen Trägerkörper 43, der an den Führungsmitteln 37 geführt

ist und an dem ein oder mehrere, die Bremsflächen 42 aufweisende Bremselemente 44 fixiert sind.

Beim Ausführungsbeispiel wird ein jeweiliger Trägerkörper 43 von den beiden Führungsstangen 37a durchsetzt. Der Trägerkörper 43 hat entsprechende Durchtrittsöffnungen.

An den in Richtung der Arbeitsbewegung 36 weisenden, der Stange 3 entgegengesetzten Außenseiten ist jeder Bremskörper 35a, 35b mit einer Gegenbeaufschlagungsfläche 46 versehen.

Beim Ausführungsbeispiel befinden sich die Gegenbeaufschlagungsflächen 46 an den Trägerkörpern 43.

Die Gegenbeaufschlagungsflächen 46 haben einen schrägen Verlauf, wobei sie in der Aktivierungsrichtung 18a ansteigen und sich mit zunehmender Annäherung an das Stellglied 17 quer zur Längsachse 4 von der Stange 3 entfernen.

An den beiden Gegenbeaufschlagungsflächen 46 liegt jeweils, mit einer Beaufschlagungsfläche 45, ein Beaufschlagungsglied 47a bzw. 47b an. Diese beiden Beaufschlagungsglieder 47a, 47b befinden sich also auch auf entgegengesetzten Längsseiten der Stange 3, und zwar auf der der Stange 3 abgewandten Außenseite der Bremskörper 35a, 35b.

Die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b sind mit dem Stellglied 17 in beiden Stellrichtungen 18a, 18b spielfrei bewegungsgekoppelt . Des Weiteren ist der quer zur Längsachse 4 gemessene Abstand zwischen den beiden Beaufschlagungsgliedern 47a, 47b unveränderlich fest vorgegeben.

Führt das Stellglied 17 eine Stellbewegung aus, machen die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b die Stellbewegung gleichgerichtet synchron mit. Dabei laufen sie mit ihrer Beaufschlagungsfläche 45 auf der Gegenbeaufschlagungsfläche 46 der Bremskörper 45 entlang. Bei einer Stellbewegung in der Aktivierungsrichtung 18a bewegen sich die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b in Richtung des Flächenanstieges, bei einer Stellbe-

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wegung in der Deaktivierungsrichtung 18b bewegen sie sich in der Gegenrichtung.

Um im Betrieb des Arbeitszylinders 1 eine freie Beweglichkeit der Stange 3 zu gewährleisten, wird die erste Beaufschlagungskammer 22a über den Fluidkanal 23 so mit Druck beaufschlagt, dass das Stellglied 17 entgegen der Federkraft aus der Grundstellung verschoben wird und dabei die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b in eine Stellung verschiebt, in der der Abstand der Gegenbeaufschlagungsfläche 46 von der Stange 3 geringer ist. Dadurch üben die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b keine oder zumindest nur eine geringe Betätigungskraft auf die Bremskörper 45a, 45b aus. Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, dass bei dieser Stellung der Beaufschlagungsglieder 47a, 47b der Abstand der Beaufschlagungsflächen 45 von der Längsachse 4 der Stange 3 größer ist als der auf gleicher Höhe liegende Abschnitt der Gegenbeaufschlagungsfläche 46. Die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b sind dann schwimmend gelagert und können sich daher ungehindert in Richtung der Arbeitsbewegung 3 6 bewegen, so dass sie keine Bremskraft auf die Stange 3 ausüben.

Zum Aktiveren der Bremsvorrichtung 2 wird der Druck in der ersten Beaufschlagungskammer 22 abgesenkt. Die Federanordnung 24 drückt dann das Stellglied 17 in der Aktivierungsrichtung 18a, wobei die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b mitgezogen werden und mit ihren Beaufschlagungsflächen 45 mit der ansteigenden Gegenbeaufschlagungsfläche 46 in Kontakt gelangen.

Auf diese Weise wird, mit zunehmendem Stellweg, eine größer werdende Betätigungskraft auf die Bremskörper 45a, 45b ausgeübt, so dass sie mit ihren Bremsflächen 42 gegen den Außenumfang der Stange 3 angedrückt werden. Die Bremskraft lässt sich durch Verändern des in der ersten Beaufschlagungskammer 22a anstehenden Druckes nach Bedarf variieren. Eine stetige Druckveränderung wäre möglich, um die Stange 3 während ihrer Bewegung auf ein bestimmtes Maß zu verlangsamen. Um die Stange 3 an einer gewünschten Position festzuhalten, wird der Betätigungsdruck zweckmäßigerweise komplett entfernt, so dass der Stellkolben 17a in die der maximalen Klemmkraft entsprechende Grundstellung fährt.

Alternativ wäre auch eine umgekehrte Betriebsweise möglich, bei der durch Fluidbeaufschlagung die Bremskraft hervorgerufen wird und die mechanische Federanordnung für das Lösen der Bremsvorrichtung 2 zuständig ist.

Im Zusammenhang mit der Beaufschlagung der Bremskörper 35a, 35b wäre es auch möglich, die für die Kraftumlenkung verantwortliche Schrägfläche an den Beaufschlagungsgliedern 47a, 47b vorzusehen. Selbst eine Variante mit kooperierenden Schrägflächen an sowohl den Bremskörpern 35a, 35b als auch an den Beaufschlagungsgliedern 47a, 47b, z.B. als Keilgetriebe, wäre realisierbar.

Beim Ausführungsbeispiel ist im Übrigen vorgesehen, dass die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b von drehbar gelagerten Roll-

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körpern gebildet sind. Die Beaufschlagungsfläche 45 befindet sich am Außenumfang dieser Rollkörper. Ihre Drehachse verläuft rechtwinkelig zur Längsachse 4 und zugleich parallel zur Ausdehnungsebene der Gegenbeaufschlagungsfläche 46.

Der Einsatz von Rollkörpern zur Bildung der Beaufschlagungsglieder 47a, 47b gewährleistet eine besonders reibungsarme und damit sehr schnell ansprechende Betriebsweise. Außerdem wird zuverlässig Selbsthemmung verhindert.

Damit die Bremskörper 35a, 35b beim Bremsvorgang gleichmäßig an die Stange 3 angedrückt werden, ohne dass dabei das Stellglied verkippt oder verkantet, sind die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b so gelagert, dass sie, unter Beibehaltung ihres festen Abstandes, gemeinsam und unabhängig vom Stellglied 17, in der Richtung der Arbeitsbewegung 3 6 relativ zum Stellglied 17 bewegbar sind. Abweichungen in der Parallelität der Anordnung oder in der winkelmäßigen Ausgestaltung der schrägen Gegenbeaufschlagungsflächen 46 werden auf diese Weise von den Beaufschlagungsgliedern 47a, 47b selbsttätig ausgeglichen, ohne das Stellglied 17 quer zu den Stellrichtungen 18a, 18b zu beanspruchen.

Um dies zu erreichen, sind beim Ausführungsbeispiel die Beauf schlagung s glieder 47a, 47b um eine zu ihren Drehachsen parallele Schwenkachse 48 relativ zum Stellglied 17 verschwenkbar gelagert. Hierzu sind die Beaufschlagungsglieder 47a, 47b beim Ausführungsbeispiel gemeinsam an einem Koppelglied 51

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angeordnet, das um die erwähnte Schwenkachse 48 verschwenkbar an dem Stellglied 17 gelagert ist. Die Schwenkachse 48 verläuft rechtwinkelig zur Richtung der Arbeitsbewegungen 3 6 und zur Längsachse 4 der Stange 3.

Damit die Bremskörper 45a, 45b stets gleichförmig beaufschlagt werden, kann somit das Koppelglied 51 um die Schwenkachse 48 eine in der Zeichnung mit einem Doppelpfeil identifizierte Schwenkbewegung 52 ausführen, die es den Beaufschlagungsgliedern 47a, 47b ermöglicht, sich durch eine entsprechende Ausgleichsbewegung mit Bezug zu den Bremskörpern 35a, 35b selbsttätig zu zentrieren.

Die Ausgestaltung des Koppelgliedes 51 ist beim Ausführungsbeispiel so getroffen, dass es von der Stange 3 durchsetzt wird. Dies, und auch die Tatsache, dass die Federanordnung 24 koaxial um das Koppelglied 51 herum angeordnet ist, ermöglicht besonders kompakte Längenabmessungen der Bremsvorrichtung 2 .

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Koppelglied 51 aus zwei auf entgegengesetzten Längsseiten der Stange angeordneten, identisch aufgebauten Tragelementen 53. Jedes Tragelement 53 besitzt einen einenends am Stellglied 17 um die Schwenkachse 48 verschwenkbar gelagerten Tragarm 54, der sich ausgehend vom Stellglied 17 in Richtung zu den Bremskörpern 35a, 35b erstreckt, wobei er parallel zur Stange 3 neben dieser verläuft. An dem dem Stellglied 17 entgegenge-

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setzten vorderen Ende des Tragarmes sind zwei entgegengesetzt orientierte und auf entgegengesetzten Längsseiten über die Stange 3 hinausragende Querarme 55a, 55b vorgesehen, wobei sich die Querarme 55a bzw. 55b der beiden Tragelemente 53 paarweise gegenüberliegen. Zwischen den beiden Paaren sich jeweils gegenüberliegender Querarme 55a, 55b befindet sich jeweils eines der Beaufschlagungsglieder 47a, 47b.

Wie insbesondere aus Figur 3 gut ersichtlich ist, werden die Bremskörper 35a, 35b von den Querarmen 55a, 55b der Tragelemente 53 von innen nach außen durchsetzt. Die Bremskörper 35a, 35b verfügen zu diesem Zweck über schlitzartige Durchbrechungen.

Die Schwenklagerung am Stellglied 17 ist dadurch realisiert, dass die Tragarme 54 in, beispielsweise schlitzartige, Ausnehmungen 56 des Stellgliedes 17 eintauchen und auf einem Lagerbolzen 57 sitzen, der im Stellglied 17 verankert ist und die beiden Ausnehmungen 56 sowie die darin angeordneten Endbereiche der Tragarme 54 durchsetzt. Die Abmessungen der Ausnehmungen 56 sind ausreichend groß, um die Schwenkbeweglichkeit des Koppelgliedes 51 zu garantieren.

Die einzelnen, am Bremsvorgang beteiligten Komponenten, einschließlich dem Stellglied 17, den Beaufschlagungsgliedern 47a, 47b, den Bremskörpern 35a, 35b, dem Koppelglied 51 und der Federanordnung 24 sind geschützt im Innern des gehäuseartigen Grundkörpers 5 untergebracht.

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Die Stange 3 ist in ihrer Bewegung relativ zum Grundkörper 5 zweckmäßigerweise im Grundkörper 5 verschiebbar gelagert. Zur Lagerung dient zum einen das Rohrstück 28 und zum anderen eine in der zweiten stirnseitigen Abschlusswand 32 platzierte Führungsbüchse 58.

Die Bremsvorrichtung 2 kann zur exakten Positionierung der Stange 3 eingesetzt werden. Dies wird begünstigt, wenn Positionserfassungsmittel vorgesehen sind, die einen Rückschluss auf den aktuellen Betriebszustand der Bremsvorrichtung 2 zulassen. Beim Ausführungsbeispiel sind solche Positionserfassungsmittel vorhanden, die am Grundkörper 5 im Hubbereich des Stellgliedes 17 angeordnete Sensormittel 61 enthalten, die berührungslos auf eine, mehrere oder sämtliche Positionen des Stellgliedes 17 ansprechen. Das Stellglied 17 kann in diesem Zusammenhang mit einem beispielsweise von einem Permanentmagneten gebildeten Betätigungselement für die Sensormittel 61 ausgestattet sein.

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Claims (18)

1. Bremsvorrichtung zum Abbremsen und/oder Festhalten einer relativ zu einem Grundkörper (5) in Richtung ihrer Längsachse (4) bewegbaren Stange (3), mit einem zur Aktivierung oder Deaktivierung der Bremsvorrichtung (2) in mit der Richtung der Längsachse (4) der Stange (3) zusammenfallenden, einander entgegengesetzten Stellrichtungen (18a, 18b) relativ zum Grundkörper (5) verstellbaren Stellglied (17), mit dem auf entgegengesetzten Längsseiten der Stange (3) angeordnete, untereinander einen festen Abstand aufweisende Beaufschlagungsglieder (47a, 47b) in den Stellrichtungen (18a, 18b) spielfrei bewegungsgekoppelt sind, welche vorgesehen sind, um entsprechend ihrer momentanen Stellung eine mehr oder weniger große Betätigungskraft auf unter Ausführung einer Arbeitsbewegung (36) quer zur Längsachse (4) der Stange (3) bewegliche, gegen den Außenumfang der Stange (3) andrückbare Bremskörper (35a, 35b) auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungsglieder (47a, 47b) derart relativ zum Stellglied (17) bewegbar gelagert sind, dass sie unter Beibehaltung ihres festen Abstandes gemeinsam und unabhängig vom Stellglied (17) in der Richtung der Arbeitsbewegung (36) der Bremskörper (35a, 35b) bewegbar sind.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungsglieder (47a, 47b) gemeinsam an einem Koppelglied (51) vorgesehen sind, das an dem Stellglied (17) um eine quer zur Richtung der Arbeitsbewegung (36) der Bremskörper (35a, 35b) verlaufende Schwenkachse (48) verschwenkbar gelagert ist.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (51) zwei auf entgegengesetzten Längsseiten der Stange (3) angeordnete Tragelemente (53) enthält, die jeweils einen am Stellglied (17) verschwenkbar gelagerten und ausgehend vom Stellglied (17) neben der Stange verlaufenden Tragarm (54) besitzen, an dessen dem Stellglied (17) entgegengesetztem vorderen Ende zwei einander entgegengesetzt orientierte und auf entgegengesetzten Längsseiten über die Stange (3) hinausragende Querarme (55a, 55b) vorgesehen sind, wobei zwischen den beiden Paaren sich gegenüberliegender Querarme (55a, 55b) der beiden Tragelemente (53) jeweils eines der Beaufschlagungsglieder (47a, 47b) angeordnet ist.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (3) das Koppelglied (51) durchsetzt.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (51) die Bremskörper (35a, 35b) durchsetzt.

6. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungsglieder (47a, 47b) von drehbar gelagerten Rollkörpern gebildet sind.

7. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Beaufschlagungsgliedern (47a, 47b) jeweils eine Beaufschlagungsfläche (45) vorgesehen ist, die zur Ausübung der Betätigungskraft mit einer am zugeordneten Bremskörper (35a, 35b) vorgesehenen Gegenbeaufschlagungsfläche (46) zusammenarbeitet, wobei wenigstens eine der jeweils zusammenarbeitenden Flächen (45, 46) einen bezüglich der Längsachse (4) der Stange (3) schrägen Verlauf hat, so dass die Stellbewegung des Stellgliedes (17) durch die Beaufschlagungsglieder (47a, 47b) in die Arbeitsbewegung (36) der Bremskörper (35a, 35b) umgesetzt wird.

8. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskörper (35a, 35b) bezüglich dem Grundkörper (5) in Richtung der Längsachse (4) der Stange (3) ortsfest und quer dazu unabhängig voneinander verstellbar gelagert sind.

9. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskörper (35a, 35b) unabhängig voneinander an fest mit dem Grundkörper (5) verbundenen Führungsmitteln (37) rechtwinkelig zur Längsachse (4) der Stange (3) translatorisch verstellbar gelagert sind.

10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (37) eine oder mehrere am Grundkörper (5) fixierte, rechtwinkelig zur Längsachse (4) der Stange (3) verlaufende Führungsstangen (37a) enthalten.

11. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskörper (35a, 35b) jeweils mit mehreren Bremsflächen (42) ausgestattet sind, die an in Umfangsrichtung der Stange (3) beabstandeten Stellen mit der Stange (3) zusammenarbeiten.

12. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (17) ein in Abhängigkeit von einer Fluidbeaufschlagung gesteuert bewegbarer Stellkolben (17a) ist.

13. Bremsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkolben (17a) in einer Stellrichtung (18a) unter der ständigen Vorspannung einer Federanordnung (24) steht.

14. Bremsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Vorspannung verantwortliche Federanordnung (24) von einer die Stange (3) koaxial umschließenden Schraubendruckfeder oder Tellerfederanordnung gebildet ist.

15. Bremsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (3) die Kolbenstange (3a) eines fluidbetätigten Arbeitszylinders (1) ist oder mit Verbindungsmitteln (9) ausgestattet ist, die die Befestigung an der Kolbenstange eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ermöglichen.

16. Bremsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (5) Befestigungsmittel (14) zur Befestigung am Zylindergehäuse (6) eines fluidbetätigten Arbeitszylinders (1) vorgesehen sind.

17. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5) als Gehäuse ausgebildet ist, in dem sich zumindest das Stellglied (17), die Beaufschlagungsglieder (47a, 47b) und die Bremskörper (35a, 35b) befinden.

18. Fluidbetätigter Arbeitszylinder, ausgestattet mit einer Bremsvorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.