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Dokumentenidentifikation DE102005056282B4 13.12.2007
Titel Brems- und/oder Klemmvorrichtung für Wellen
Anmelder Zimmer, Günther, 77866 Rheinau, DE;
Zimmer, Martin, 77866 Rheinau, DE
Erfinder Zimmer, Günther, 77866 Rheinau, DE;
Zimmer, Martin, 77866 Rheinau, DE
Vertreter Zürn & Thämer, Patentanwälte, 76571 Gaggenau
DE-Anmeldedatum 24.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005056282
Offenlegungstag 31.05.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
Addition 102006019350.4
IPC-Hauptklasse F16D 51/00(2006.01)A, F, I, 20051124, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16D 53/00(2006.01)A, L, I, 20051124, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung einer in einem Gerätegehäuse oder dem Vorrichtungsgehäuse gelagerten Welle, mit einer auf oder an der Welle drehstarr befestigten Bremsscheibe, wobei die Bremsscheibe einen Anflanschbereich, einen Zwischenbereich und einen – mindestens eine kegelstumpfmantelförmige Reibfläche umfassenden – Reibbereich aufweist, und mit mindestens einem im Vorrichtungsgehäuse angeordneten Bremskonus, an dem die Reibfläche beim Bremsen oder Klemmen zur Anlage kommt.

Eine derartige Vorrichtung ist als Kegelbremse in dem Lehrbuch „Decker Maschinenelemente, Gestaltung und Berechnung", 12. Aufl. von 1995 des Carl Hanser Verlags auf Seite 456 offenbart. Allerdings hat diese Vorrichtung eine Bremsscheibe, deren Zwischenbereich formsteif ausgeführt ist, vgl. auch DE 602 397 C.

Ferner ist aus der US 2,771,977 A eine Kegelkupplung bekannt. Diese hat nur eine Reibflächenpaarung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung für rotierende Wellen zu entwickeln, die bei großen Klemmkräften und kurzen Reaktionszeiten einen einfachen und bauraumsparenden Aufbau hat und zudem dauerhaft stör- und wartungsfrei ist. Auch sollen die rotierenden Teile der Vorrichtung das Beschleunigungsverhalten der zu bremsenden oder zu klemmenden Welle im ungebremsten Normalbetrieb so wenig wie möglich beeinflussen.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu hat der Reibbereich der Bremsscheibe eine äußere und eine innere Reibfläche. Der Reibbereich ist gegenüber dem Anflanschbereich über den zwischen Reib- und Anflanschbereich gelegenen zumindest bereichsweise elastischen Zwischenbereich in Axialrichtung verschiebbar. Jede der beiden Reibflächen liegt einem Bremskonus gegenüber. Der Bremskonus ist – zur bremsenden oder klemmenden Belastung und zur lüftenden Entlastung der Bremsscheibe – entweder durch zwei Stellglieder – jeweils eines pro be- und entlastender Betätigungsrichtung – oder durch ein Stellglied für eine Betätigungsrichtung und ein Federsystem mit mindestens einem Federelement für die andere Betätigungsrichtung axial bewegbar.

Bei dieser Brems- und/oder Klemmvorrichtung wird z.B. eine in einem Maschinengehäuse gelagerte Welle abgebremst oder festgeklemmt. Das Gehäuse der Vorrichtung ist hierbei direkt starr am Maschinengehäuse befestigt, so dass der Bremskraftfluss den kürzest möglichen Weg zwischen dem Vorrichtungsgehäuse und dem Maschinengehäuse bzw. Gerätegehäuse hat. Letzteres kann auch nur ein Gestell sein. Ggf. ist das Vorrichtungsgehäuse auch Teil des Maschinengehäuses.

Die Vorrichtung wird beispielsweise im Werkzeugmaschinenbau u.a. in Rundtischen und Getriebespindeln zum direkten Bremsen und/oder Klemmen verwendet. Im Handhabungsgerätebau wird sie auch als Feststeller in Robotergelenken integriert. Ferner kann sie auch indirekt als Schlittenbremse oder -klemmung eingesetzt werden, sofern der Schlitten einen Gewindespindelantrieb oder dergleichen aufweist.

Die Brems- und/oder Klemmvorrichtung wird meist über ein Federsystem betätigt und über einen pneumatischen Antrieb als Stellglied gelöst. Sie kann auf diese Weise z.B. auch als Notbremssystem verschaltet und benutzt werden. Zwischen der zu bremsenden oder zu klemmenden Welle und dem Vorrichtungsgehäuse ist die verwendete Bremsscheibe direkt integriert. Da die Bremsscheibe drehstarr – ohne Spiel – auf der Welle sitzt, kann über das in der Vorrichtung eingebaute Reibgehemme die Welle präzise und ohne Umkehrspiel gehalten werden.

Als Stellglied können u.a. auch hydraulische Zylinder-Kolbeneinheiten, Piezostellglieder oder Formgedächtniselemente verwendet werden. Alle Stellglieder können sowohl für die Be- als auch für die Entlastungsrichtung verwendet werden. Dabei können gleich- oder verschiedenartige Stellglieder pro Belastungsrichtung – hintereinander oder nebeneinander im oder am Gehäuse angeordnet werden. Ferner können die pneumatischen Stellglieder auch mit inertem Gas betrieben werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.

1: Dimetrische Darstellung einer Brems- und/oder Klemmvorrichtung ca. in Originalgröße;

2: Längsschnitt zu 1, vergrößert;

3: weiterer Längsschnitt zu 1, ca. Originalgröße;

4: Längsschnitt zu 1, jedoch im Klemmzustand;

5: Teillängsschnitt einer alternativen Brems- und/oder Klemmvorrichtung, vergrößert;

6: Teillängsschnitt einer ausschließlich pneumatisch betätigten Brems- und/oder Klemmvorrichtung, vergrößert;

7: Bremsscheibe mit mehrfach geschlitztem Reib- und Zwischenbereich;

8: wie 7, jedoch in der Rückansicht;

9: Bremsscheibe mit radialen Speichen;

10: Bremsscheibe mit tangentialen Speichen;

11: Ausschnitt des Reibbereichs zu 2.

2 zeigt eine in einem Gerätegehäuse (90) wälzgelagerte Welle (80). Auf dem Wellenende ist stirnseitig eine Bremsscheibe (10) angeflanscht. Die mit einem Reibring (31) ausgestattete Bremsscheibe (10) ist von einem am Gerätegehäuse (90) befestigten Vorrichtungsgehäuse (40) umgeben. Im Vorrichtungsgehäuse (40) befindet sich u.a. ein axial beweglicher Bremskonus (65), der über Federelemente (71) den Reibring (31) der Bremsscheibe (10) – zum z.B. trockenen Bremsen und/oder Klemmen – gegen einen ortsfesten und nicht drehbaren Bremskonus (45) drückt, vgl. auch 4. Die Klemmwirkung kann zur Freigabe der Bremsscheibe (10) beispielsweise mit Hilfe eines pneumatischen Stellgliedes (60) aufgehoben werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist die Welle (80) nahezu spielfrei in dem Gerätegehäuse (90) gelagert, vgl. auch 5 und 6. Die dargestellte Lagerung zeigt ein Festlager, bei dem das Wälzlager (84) mittels einer, über einen Sicherungsring gesicherten, Wellenmutter (85) gegen einen Bund (83) der Welle (80) fixiert ist. Im Gerätegehäuse (90) sitzt der Außenring des Wälzlagers (84) in einer Stufenbohrung (91) zwischen einem Gehäusebund (92) und der Wellenmutter (85). Somit hat die Welle (80) im Gerätegehäuse (90) nur ein geringes Axialspiel.

Das Gerätegehäuse (90) hat eine zur Wellenmittellinie (9) normale Flanschfläche (94), an der das Vorrichtungsgehäuse (40) z.B. zentriert positioniert und über die Schrauben (95) befestigt ist.

Das Vorrichtungsgehäuse (40) besteht aus einem Grundkörper (41) und einem Gehäusedeckel (51). Beide Teile haben jeweils eine zentrale Durchgangsbohrung (42, 52) zum Durchführen der Welle (80). Der Grundkörper (41) weist einen ringförmigen, konzentrisch zur Bohrung angeordneten Kanal (43) auf. Dieser Ringkanal (43) ist der Zylinder des pneumatischen Stellgliedes (60). Im Ringkanal (43) ist ein Ringkolben (61) eingesetzt. Der Ringkolben (61) ist gegenüber den Kanalwandungen des Ringkanals (43) mit mindestens zwei Dichtringen (63, 64) abgedichtet. Der innere, im Durchmesser kleinere Dichtring (64) hat hierbei einen ca. zwei- bis dreifach größeren Querschnitt als der äußere, größere Dichtring (63). Die radiale Außenfläche des Ringkolbens (61) ist – um ein Verkanten zu vermeiden – sphärisch oder ballig gekrümmt ausgeführt. Der Krümmungsradius entspricht ca. 80% des Ringkolbenaußendurchmessers. Der Krümmungsmittelpunkt liegt z.B. im Bereich der halben Höhe des Ringkolbens (61) oder in der Höhe der Mittelebene des inneren Dichtrings (64).

Auf der druckluftabgewandten Seite des Ringkolbens (61) ist ein ringförmiger Bremskonus (65) angeformt oder zentriert befestigt. Dieser Innenkonus (65) hat eine kegelstumpfmantelförmige Reibfläche (69). Die theoretische Spitze des Kegelstumpfes liegt in Richtung der bremslösenden Betätigungsrichtung (6) außerhalb des Vorrichtungsgehäuses (40) auf der Mittellinie (9).

Der Bremskonus (65) kann ggf. auch aus einzelnen Segmenten bestehen. Zwischen den einzelnen Segmenten können Zwischenräume liegen, die länger sind als die Segmente selbst.

Des Weiteren hat der Ringkolben (61) auf der druckluftabgewandten Seite mehrere Sacklochbohrungen (62) zur Aufnahme von Schraubendruckfedern (71). Die Sacklochbohrungen (62), es können z.B. 3 bis 12 Bohrungen sein, liegen alle – äquidistant verteilt – auf einem Kreis um die Mittellinie (9).

Auf dem zwischen dem Ringkanal (43) und der Welle (80) liegenden Gehäusebereich ist ein weiterer Bremskonus (45) über die Schrauben (49) befestigt. Dieser Außenkonus (45) hat die Form einer zentral gelochten Scheibe. Seine radial außenliegende Wandung bzw. Reibfläche (47) entspricht dem Mantel eines Kegelstumpfes. Auch die theoretische Spitze dieses Kegelstumpfes liegt in Richtung der bremslösenden Betätigungsrichtung (6) außerhalb des Vorrichtungsgehäuses (40) auf der Mittellinie (9) der Welle (80). Die Kegelwinkel (34, 35) der Reibflächen (69, 47) sind nach den Ausführungsbeispielen identisch.

Die Reibflächen (47, 69) der nicht rotierenden Bremskonen (45, 65) können ggf. mit speziellen Bremsbelägen (46, 68), vgl. 5, oder mit vergleichbaren Beschichtungen ausgestattet sein. Auch nur eine Reibfläche kann mit einem Belag versehen werden.

Dem Ringkolben (61) zugewandt hat der Bremskonus (45) mehrere Sacklochbohrungen (48). Diese Bohrungen liegen gegenüber den Sacklochbohrungen (62) des Ringkolbens (61).

In 3 sind in der linken Figurenblatthälfte weitere Sacklochbohrungen im Ringkolben (61) und dem Bremskonus (45) zu erkennen. Sie lagern einen Bolzen (58), der als Verdrehsicherung des Ringkolbens (61) gegenüber dem Vorrichtungsgehäuse (40) dient. Dazu ist der Bolzen (58) im ortsfesten Bremskonus (45) fest eingepresst, während er mit Spiel in die Bohrung des Ringkolbens (61) hineinragt.

Auf dem Grundköper (41) sitzt zentriert der z.B. scheibenförmige Gehäusedeckel (51). Letzterer ist am Grundkörper (41) mittels der Deckelschrauben (53) fixiert, vgl. 3. Die mehrfach gestufte Durchgangsbohrung (52) hat gegenüber den rotierenden Teilen (10, 80) der Vorrichtung die Funktion einer reibungsfreien Labyrinthdichtung.

Das dargestellte Ende der Welle (80) hat einen Wellenbund (82), auf dem die Bremsscheibe (10) gelagert und befestigt ist. Die Bremsscheibe (10) hat dazu einen ringförmigen Anflanschbereich (11) mit mehreren Befestigungsbohrungen (15). Über die zentrale Bohrung (12) dieses Bereichs sitzt die Bremsscheibe (10) zentriert auf dem Wellenzapfen (81). Über die in den Bohrungen (15) sitzenden Schrauben (16) ist sie axial fixiert. Die Mittellinien der Bohrungen (15) liegen parallel zur Mittellinie (9).

An den Anflanschbereich (11) schließt sich der beispielsweise scheibenförmige, einen Reibbereich (31) tragende, Zwischenbereich (21) an. In der Übergangszone zwischen diesen Bereichen (11, 21) hat der Anflanschbereich (11) eine gestufte Außenkontur (17), vgl. 9. Letztere entspricht weitgehend der Innenkontur der mehrfach gestuften Bohrung (52) des Gehäusedeckels (51). Die radial gemessene Spaltbreite dieser Dichtfuge beträgt z.B. ca. 0,2 Millimeter. Im Idealfall trifft dies auch auf die axiale Spaltbreite zu.

Der Reibbereich (31) hat nach den 7 und 8 die Hüllkontur eines Ringes, dessen radiale Außen- und Innenwandung kegelstumpfmantelförmig gestaltet ist. Diese Wandungen sind die Reibflächen (32, 33). Ihre Kegelwinkel (34, 35), vgl. 2 sind nur beispielhaft gleich groß. Die Kegelwinkel (34, 35) messen in den Ausführungsbeispielen 20 Winkelgrade. Die Wandstärke des Reibbereiches (31) beträgt im Konstruktionszustand z.B. einen Millimeter. Der Reibbereich (31) kann ggf. eine Beschichtung mit hohem Reibwert aufweisen. Bei beiden Reibpaarungen Reibbereich(31)/äußerer Bremskonus (65) und Reibbereich (31)/innerer Bremskonus (45) können vergleichbare oder unterschiedliche Material- und Reibwertkombinationen benutzt werden.

Alternativ können bei Vorrichtungen, sofern sie nur bei stehender Welle zum Klemmen verwendet werden, die einander kontaktierenden Reibflächen mindestens einer Reibflächenpaarung mit einer verzahnungsartigen Rillung, z.B. vergleichbar mit einer Hirthverzahnung, versehen werden. Bei kleiner Rillungsteilung sind hierbei benachbarte Klemmpositionierungen möglich, die die Welle in Winkelbereichen unter einem Winkelgrad weiterpositionieren lassen.

Für den zwischen dem Reibbereich (31) und dem Anflanschbereich (11) gelegenen Zwischenbereich (21) gibt es unzählige Konstruktionsvarianten, von denen hier nur wenige vorgestellt werden. Der Zwischenbereich (21) hat die Aufgabe, den axialen Versatz des Reibbereichs (31) gegenüber der Wellenposition bzw. gegenüber dem Anflanschbereich (11) auszugleichen, vgl. 4. In dieser Figur ist die Vorrichtung mit geklemmter Welle (80) dargestellt. Der außenliegende Bremskonus (65) zieht über den federbelasteten Ringkolben (61) den Reibbereich (31) gegen den inneren Bremskonus (45). Die Konen (45, 65) klemmen als Keilgetriebe den Reibbereich (31) ein. Der axiale Versatz beträgt bei den dargestellten Varianten ca. 0,75 Millimeter. Bei einem fortgeschrittenen Verschleiß der Reibflächen kann er auf einen Millimeter anwachsen. Je nach Materialwahl und Zwischenbereichsform sind bei Bremsscheiben dieser Größenordnung axiale, elastische Versätze von bis zu 3 Millimetern denkbar.

Der mittlere Wirkdurchmesser des Reibbereichs (31) ändert sich bei seiner axialen Reibbereichsverlagerung nur unwesentlich. Dieser Einfluss lässt sich durch ein Verwenden von tangential angeordnete Speichen (26) noch minimieren, vgl. 10. Die minimale radiale Längenverkürzung des Abstandes zwischen den Bereichen (11, 31) wird – zumindest im Stillstand – durch ein „Aufdrehen" der Tangentialspeichen (26) ausgeglichen. Eine Bremsscheibe (10) mit Tangentialspeichen (26) klemmt die Welle in der Verdrehrichtung (3) mit höherer Steifigkeit als bei einer Drehung in Gegenrichtung.

Die in 9 abgebildete Bremsscheibe (10) hat radiale Speichen (25). Deren Steifigkeit ist drehrichtungsunabhängig. Die Speichen (25) sind zum Nabenbereich hin z.B. um den Faktor 3 verbreitert. Die symmetrische Verbreiterung ermöglicht eine sehr hohe Verdrehsteifigkeit.

In der 5 ist eine Bremsscheibe (10) dargestellt, bei der der Zwischenbereich (21) ein vollflächiger, dünnwandiger Kreisring ist. Die Wandstärke des Zwischenbereichs (21) liegt z.B. unter der halben Reibbereichswandstärke. Der Zwischenbereich (21) hat global die Form eines Kegelstumpfmantels. Der Kegelwinkel beträgt z.B. 178 Winkelgrade. Die theoretische auf der Mittellinie (9) gelegene Kegelspitze ist vom Ringkolben (61) weg orientiert. Ggf. kann der Zwischenbereich (21) auch plan oder in die andere Richtung gewölbt sein. U.a. durch die glatte Kontur des Zwischenbereiches (21) kann diese Bremsscheibe geräuscharm für Wellendrehzahlen oberhalb von 2000 U/min eingesetzt werden.

Auch der Zwischenbereich (27) der Bremsscheibe (10) aus 6 ist vollflächig. Allerdings hat er im Querschnitt die Form einer Welle. Die Flächenkontur ist vergleichbar mit der Metallmembran eines Manometers. Dieser Zwischenbereich (27) ist in Axialrichtung (8) besonders nachgiebig. Große axiale Versätze mit geringem Verformungswiderstand sind hier realisierbar. Im Übergangsbereich zum Reibbereich (31) sind z.B. auf einem Kreis mehrere Bohrungen (28) verteilt, über die bei der Variante nach 6 zum Lösen der Bremse oder Klemmung Druckluft strömt.

Die 7 und 8 zeigen eine Bremsscheibe (10), wie sie in den Vorrichtungen nach den 2-4 eingebaut ist. Der Zwischenbereich (21) und der Reibbereich (31) sind durch radiale Schlitze (23, 38) in z.B. 12 kreisringstückförmige Segmente (22, 37) aufgeteilt. Die Schlitze (23, 38) enden im Übergangsbereich zum Anflanschbereich (11) in kleinen Bohrungen (24) zur Minderung auftretender Kerbspannungen. Die geschlitzte Bremsscheibe (10) wird für einen Wellendrehzahlbereich unter 1000 Umdrehungen/Minute verwendet. Das durch Klemmen spielfrei zu haltende Drehmoment liegt im Bereich von 150 ... 200 Nm.

Die unverschlissene Bremsscheibe (10) hat bei nicht betätigter Klemmung im Vorrichtungsgehäuse (40) gegenüber dem außenliegenden Bremskonus (65) – nach 1 – einen Lüftspalt von z.B. 0,3 mm Breite. Der Lüftspalt zwischen dem Reibbereich (31) und dem innenliegenden Bremskonus (45) beträgt ca. 1,5 mm.

Im Vorrichtungsquerschnitt nach 3 ist als zusätzliche Information der Pneumatikanschluss (59) der Zylinderkolbeneinheit zu erkennen. Danach ist der Ringkolben (61) Teil eines einfachwirkenden Zylinders. Mit einer Druckluftbeaufschlagung wird hier die Bremse bzw. Klemmung entgegen der Wirkung der Federelemente in der gelösten Position gehalten. Bei einem Abschalten oder Unterbrechen der Druckluftzufuhr drücken die Federelemente (71) den Ringkolben (61) nach unten, vgl. 4. Hierbei zieht der Ringkolben (61) den Bremskonus (65) gegen den Reibabschnitt (31). Letzterer wird dadurch zum entgültigen Klemmen gegen den Bremskonus (45) gedrückt.

In seiner unteren Position liegt der Ringkolben (61) z.B. über drei nicht dargestellte, an seiner druckluftbeaufschlagbaren Stirnseite angeordnete, Nocken am Boden des Ringkanals (43) auf. Ggf. hat die Kolbenstirnseite anstelle der Nocken auch eine beispielsweise unterbrochene ringförmige Anformung (67), vgl. 5.

In den 5 und 6 werden Vorrichtungen gezeigt, bei denen der äußere Bremskonus, vgl. Reibbelag (68) ein Teil des Gehäusedeckels (51) ist, während der innere Bremskonus, vgl. Reibbelag (46) ein Teil der Außenkontur des Ringkolbens (61) ist. In beiden Vorrichtungen wird zum Bremsen und/oder Klemmen der Ringkolben (61) pneumatisch in Richtung auf den Gehäusedeckel (51) zubewegt. Zum Lösen der Bremse bzw. Klemmung wird nach 5 ein Paket wechselweise gestapelter Tellerfedern (72) benutzt.

Nach 6 wird hierfür Druckluft verwendet, die beispielsweise über den Gehäusedeckel (51) zugeführt wird. Dazu müssen zwischen den rotierenden Teilen (10, 80) und dem Vorrichtungsgehäuse (40) durch mindestens zwei Dichtungen (54, 96) abgedichtet werden. Zusätzlich wird ein O-Ring (55) zwischen dem Grundkörper (41) und dem Gerätegehäuse (90) benötigt.

Bei schnelldrehenden Wellen (80) können im Vorrichtungsgehäuse (40) störende Strömungsgeräusche entstehen. Um diese Störgeräusche zu dämpfen und/oder zu dämmen, ist nach 6 zum einen im Gehäusedeckel (51) ein Absorbereinsatz (56) eingeklebt. Er ist beispielsweise aus einem offenzelligen porösen Material hergestellt. Zusätzlich ist die der Bremsscheibe zugewandte Kolbenstirnseite mit einer großvolumigen Ausnehmung ausgestattet. Die Oberfläche ist zur Schallbrechung mit einer Rillung (66) versehen.

Alle gezeigten Bremsscheiben haben elastisch verformbare, aus einem Stück gefertigte Zwischenbereiche. Alternativ können die Zwischenbereiche kraft-, form- oder stoffschlüssig in die Bremsscheibe integriert werden, z.B. wenn der Werkstoff des Zwischenbereichs sich vom Werkstoff des Reibbereichs oder des Anflanschbereichs unterscheiden soll. Ggf. kann der Zwischenbereich auch zusätzlich Federelemente aufweisen, die u.a. das Zurückfedern des Reibbereichs nach dem Klemmen unterstützen.

1
Luft, Gas
3
Wellendrehrichtung
5
Betätigungsrichtung, bremsend, belastend
6
Betätigungsrichtung, bremslösend, entlastend
8
Axialrichtung
9
Mittellinie der Vorrichtung und der Welle (80)
10
Bremsscheibe
11
Anflanschbereich
12
Bohrung, zentral
15
Befestigungsbohrungen
16
Schrauben
17
Außenkontur, gestuft
21
Zwischenbereich, elastisch
22
Segmente, Kreisringstückform, Speichen
23
Schlitze
24
Bohrungen an Schlitzenden
25
Speichen, radial,
26
Speichen, tangential
27
Wellenprofil-Zwischenbereich
28
Bohrungen
31
Reibbereich
32
Reibfläche, außen, kegelstumpfmantelförmig
33
Reibfläche, innen, kegelstumpfmantelförmig
34
Kegelwinkel, außen
35
Kegelwinkel, innen
37
Segmente
38
Schlitze
40
Vorrichtungsgehäuse
41
Grundkörper
42
Durchgangsbohrung
43
Ringkanal, Zylinder
45
Bremskonus, Außenkonus; innen
46
Reibbelag an Außenfläche
47
Reibfläche
48
Sacklochbohrungen für (71)
49
Schrauben für Bremskonus (45)
51
Gehäusedeckel
52
Stufenbohrung, Durchgangsbohrung
53
Deckelschrauben
54
Dichtring (Deckel/Welle)
55
O-Ring (Vorrichtungsgehäuse/Gerätegehäuse)
56
Absorbereinsatz
58
Bolzen (Verdrehsicherung)
59
Pneumatikanschluss
60
Stellglied, Zylinderkolbeneinheit
61
Kolben, Ringkolben
62
Sacklochbohrungen für Federn
63
Dichtungsring, groß
64
Dichtungsring, klein
65
Bremskonus, Innenkonus; außen
66
Rillung in Ausnehmung, ringförmig
67
Anformung, Anschlag,
68
Reibbelag an Innenfläche
69
Reibfläche
70
Federsystem
71
Schraubendruckfedern, Federelement
72
Tellerfedern, Federelement
80
Welle
81
Wellenzapfen
82
Wellenbund für Bremsflansch
83
Wellenbund für Wälzlager
84
Wälzlager
85
Wellenmutter
90
Gerätegehäuse
91
Stufenbohrung
92
Gehäusebund
93
Sicherungsring
94
Flanschfläche
95
Befestigungsschrauben
96
Wellendichtring


Anspruch[de]
Brems- und/oder Klemmvorrichtung einer in einem Gerätegehäuse (90) oder dem Vorrichtungsgehäuse (40) gelagerten Welle (80),

– mit einer auf oder an der Welle (80) drehstarr befestigten Bremsscheibe (10), wobei die Bremsscheibe (10) einen Anflanschbereich (11), einen Zwischenbereich (21) und einen – mindestens eine kegelstumpfmantelförmige Reibfläche (32) umfassenden – Reibbereich (31) aufweist,

– und mit mindestens einem im Vorrichtungsgehäuse (40) angeordneten Bremskonus (45), an dem die Reibfläche (32) beim Bremsen oder Klemmen zur Anlage kommt,

dadurch gekennzeichnet,

– dass der Reibbereich (31) eine äußere (32) und eine innere Reibfläche (33) hat,

– dass der Reibbereich (31) gegenüber dem Anflanschbereich (11) über den zwischen diesen Bereichen (11, 31) gelegenen zumindest bereichsweise elastischen Zwischenbereich (21) in Axialrichtung (8) verschiebbar ist,

– dass jede der beiden Reibflächen (32, 33) einem Bremskonus (65, 45) gegenüberliegt,

– dass der Bremskonus ((65) oder (45)) – zur bremsenden oder klemmenden Belastung und zur lüftenden Entlastung der Bremsscheibe (10) – entweder durch zwei Stellglieder – jeweils eines pro be- und entlastender Betätigungsrichtung – oder durch ein Stellglied (60) für eine Betätigungsrichtung und ein Federsystem (70) mit mindestens einem Federelement (71, 72) für die andere Betätigungsrichtung axial bewegbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbereich (21) der Bremsscheibe (10) aus elastischen Speichen (22, 25, 26) besteht. Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbereich (31) der Bremsscheibe (10) aus einzelnen Segmenten (37) besteht, wobei die zwischen den Segmenten (37) liegenden Schlitze (38) die gleiche Teilung haben wie die Schlitze (23) zwischen den Speichen (22). Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Reibflächen (32, 33) der Bremsscheibe (10) den gleichen Kegelwinkel (34, 35) haben. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel (34, 35) zwischen 10 und 30 Winkelgraden liegt. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Reibfläche (33) des Reibbereiches (31) gegenüber dem, am Vorrichtungsgehäuse (40) befestigten, inneren Bremskonus (45) liegt. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der relativ zum Vorrichtungsgehäuse (40) bewegliche Bremskonus (65) mittels eines mechanischen Federsystems (70) in der Brems- und/oder Klemmposition gehalten wird. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zur lüftenden Entlastung der Bremsscheibe (10) verwendete Stellglied (60) eine pneumatische Zylinderkolbeneinheit ist. Vorrichtung gemäß Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Bremskonus (65) Teil des Kolbens (61) der Zylinderkolbeneinheit (60) ist.






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