DE102011112946A1 - Clamping and braking system has power transmission unit that is set to transfer introduced force from drive unit to clamping and braking unit and provided with lever elements - Google Patents

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Abstract

The braking system (1) has a drive unit (2) for introducing a force. A clamping and braking unit (8) is set in non-positive or positive connection with movable machine component. A power transmission unit (6) is provided to transfer introduced force from drive unit to clamping and braking unit. The power transmission unit is provided with lever elements that are switched one after the other in force direction (X).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klemm- bzw. Bremssystem mit einer Antriebseinheit zur Einleitung einer Kraft, einer Klemm- bzw. Bremseinheit, welche in kraft- oder formschlüssigen Kontakt mit einer relativ zum Klemm- bzw. Bremssystem beweglichen Maschinenkomponente bringbar ist und einer Kraftübertragungseinheit, die die einleitende Kraft von der Antriebseinheit auf die Klemm- bzw. Bremseinheit überträgt.The invention relates to a clamping or braking system with a drive unit for introducing a force, a clamping or braking unit, which can be brought into non-positive or positive contact with a relative to the clamping or braking system movable machine component and a power transmission unit, which transmits the initiating force from the drive unit to the clamping or braking unit.

Derartige Klemm- und Bremssysteme sind weit verbreitet und kommen zum Beispiel überall dort zum Einsatz, wo Maschinenelemente schnell und sicher gebremst oder auch punktgenau geklemmt werden sollen. Insbesondere bei der Verwendung der Klemm- und Bremssysteme in Notfallsystemen oder auch zum Schutz von Personen werden an diese hohe Anforderungen an die Stärke und Schnelligkeit bei der Auslösung der Brems- bzw. Klemmkraft gestellt.Such clamping and braking systems are widely used and are used, for example, everywhere where machine elements are to be braked quickly and safely or clamped pinpoint. In particular, when using the clamping and braking systems in emergency systems or for the protection of persons high demands are placed on these strength and speed in the release of the braking or clamping force.

Gängige Antriebsmöglichkeiten zur Einleitung der Kraft können diese Anforderungen allerdings nicht immer erfüllen. So können zum Beispiel elektromagnetische Antriebe keine ausreichend hohe Kraft zur Verfügung stellen bzw. müssten zu groß dimensioniert werden und würden somit zuviel Platz am Einsatzort beanspruchen. Hydraulische und teilweise auch pneumatische Antriebseinheiten können zwar häufig eine ausreichend hohe Kraft zur Verfügung steilen, müssen aber auf externe Hydraulikaggregate oder Kompressoren zurückgreifen, die nicht immer vorhanden sind und auch, aufgrund der zusätzlichen, externen Anschlüsse und Leitungen, weitere Quellen für Sicherheitsmängel und Fehler beinhalten.However, common drive options for introducing the force can not always meet these requirements. Thus, for example, electromagnetic drives can not provide a sufficiently high force available or would have to be dimensioned too large and would therefore take up too much space at the site. While hydraulic and sometimes pneumatic drive units can often provide sufficient power, they must resort to external hydraulic power packs or compressors, which are not always available and, because of the additional external connections and lines, contain other sources of safety deficiencies and errors ,

Zur Erhöhung der Ausgangskraft ist üblicherweise eine Kraftverstärkung im Klemm- bzw. Bremssystem vorgesehen, die bisher gängiger Weise über ein Keilgetriebe bzw. eine schiefe Ebene realisiert wurde. Damit kann zwar theoretisch eine recht hohe Übersetzung und somit Kraftverstärkung erreicht werden, ein Nachteil ist allerdings, dass diese Art der Kraftverstärkung einen relativ geringen Wirkungsgrad besitzt, da die Keilelemente mit hoher Flächenpressung aufeinander gleiten. Ein weiterer Nachteil des Keilgetriebes ist die Selbsthemmung (abhängig vom Reibkoeffizienten). Diese kann zwar bei aktiven Klemm- bzw. Bremselementen vorteilhaft genutzt werden, bei dem man die verstärkte Kraft festhalten muss, ist aber bei passiven Klemm- bzw. Bremselemente nicht wünschenswert, da dies die Klemm- bzw. Bremszeit erhöht. Diese passiven Klemm- bzw. Bremselemente arbeiten nach dem Fail-Safe-Prinzip, d. h. eine Klemmung bzw. Bremsung wird immer dann ausgelöst, wenn die Antriebskraft weg fällt bzw. anders herum ausgedrückt, das Klemmelement wird durch die Antriebskraft im geöffneten Zustand gehalten. Die Klemmung bei Wegfall der Antriebs- bzw. Öffnungskraft kann dann beispielsweise mit Hilfe einer Kraft aus einem Federspeicher erfolgen. In diesem Fall wirkt somit die Selbsthemmung des Keilgetriebes störend bzw. verzögernd auf die Klemm- bzw. Bremswirkung.To increase the output force is usually provided a power amplification in the clamping or braking system, which has hitherto been commonly implemented via a wedge gear or an inclined plane. Thus, while theoretically a fairly high gear ratio and thus power gain can be achieved, a disadvantage is that this type of power amplification has a relatively low efficiency, since the wedge elements slide with high surface pressure on each other. Another disadvantage of the wedge gear is the self-locking (depending on the friction coefficient). Although this can be advantageously used in active clamping or braking elements, in which one must hold the increased force, but is not desirable for passive clamping or braking elements, as this increases the clamping or braking time. These passive clamping or braking elements work on the fail-safe principle, d. H. Clamping is always triggered when the driving force drops off or vice versa, the clamping member is held in the open state by the driving force. The clamping in case of elimination of the drive or opening force can then be done for example by means of a force from a spring accumulator. In this case, the self-locking effect of the wedge gear thus disturbing or delaying acts on the clamping or braking action.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Klemm- bzw. Bremssystem der oben genannten Art anzugeben, dass bei kompakten Abmessungen für beliebige Antriebseinheiten eine ausreichend hohe Kraft zur Klemmung bzw. Bremsung erzeugen kann.The invention is therefore based on the object to provide a clamping or braking system of the type mentioned above that can produce a sufficiently high force for clamping or braking with compact dimensions for any drive units.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Kraftübertragungseinheit eine Anzahl von Hebelelementen zur Kraftverstärkung umfasst.This object is achieved according to the invention in that the power transmission unit comprises a number of lever elements for power amplification.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei kompakten Abmessungen viele Antriebseinheiten nur eine zu geringe Kraft liefern können. Daher soll die bereitgestellte Ausgangskraft noch innerhalb des Klemm- bzw. Bremssystems verstärkt werden. Diese Kraftverstärkung soll zur Vermeidung von externen Anschlüssen und zur Ermöglichung einer kompakten Bauweise aus rein mechanischen Elementen bestehen, ohne dass dabei auf das Keilsystem zurückgegriffen werden muss. Aus diesem Grund wird ein Hebelsystem zur Kraftverstärkung verwendet, durch das die eingehende Antriebskraft mit Hilfe der Hebelwirkung verstärkt wird.The invention is based on the consideration that in compact dimensions many drive units can deliver only too low a force. Therefore, the output power provided should be reinforced within the clamping or braking system. This power amplification should consist of purely mechanical elements to avoid external connections and to allow a compact design, without having to resort to the wedge system. For this reason, a lever system for power amplification is used by which the incoming driving force is enhanced by means of the leverage.

Für eine besonders einfache und kompakte Bauweise, ist die Kraftübertragungseinheit bzw. die Hebelelemente in vorteilhafter Ausgestaltung derart ausgebildet, dass die Kraftverstärkung in Richtung der einleitenden Kraft geschieht. Die Antriebskraft wird somit durch das Hebelsystem nicht umgeleitet bzw. erfährt keine Richtungsumkehr oder Richtungsänderung, sondern wird in Richtung der eingehenden Antriebskraft verstärkt. Es ist somit möglich, dass die Antriebseinheit, die Kraftverstärkung und die Klemm bzw. Bremseinheit in einer Reihe angeordnet und unabhängig voneinander konzipiert und optimiert werden können.For a particularly simple and compact design, the power transmission unit or the lever elements is formed in an advantageous embodiment such that the power amplification is done in the direction of the initiating force. The driving force is thus not diverted by the lever system or undergoes any reversal or direction change, but is reinforced in the direction of the incoming driving force. It is thus possible that the drive unit, the power amplification and the clamping or braking unit can be arranged in a row and independently designed and optimized.

Die Kraftverstärkung eines einzelnen Hebelsystems kann systembedingt nicht beliebig groß gewählt werden. Zur Vermeidung von Materialabnutzung werden die Auflagepunkte nicht scharfkantig gewählt, wodurch die Hebel allerdings aufgrund der abgerundeten Kanten ein wenig wandern. Dies führt dazu, dass eine Hebelseite nicht beliebig klein gewählt werden kann und somit auch keine beliebige Kraftverstärkung mit nur einem Hebelsystem möglich ist. Zur Erhöhung der Kraftverstärkung werden daher in besonders bevorzugter Ausgestaltung mehrere dieser Hebelsysteme in Kraftrichtung hintereinander geschaltet.The power gain of a single lever system can not be chosen arbitrarily large due to the system. To avoid material wear, the support points are not selected sharp-edged, whereby the levers, however, move a little due to the rounded edges. This means that a lever side can not be chosen arbitrarily small and thus no arbitrary power boost with only one lever system is possible. To increase the power gain are therefore in a particularly preferred embodiment several of these lever systems in the direction of force connected in series.

Für besonders flexible Einsatzmöglichkeiten, umfasst die Klemm- bzw. Bremseinheit in vorteilhafter Ausführung ein keilförmiges Klemm- bzw. Bremselement, zum Beispiel zur Klemmung an einer Führungsschiene, eine Konusbuchse, zum Beispiel zur Klemmung an einer Stange oder auch ein planares Klemm- bzw. Bremselement, zum Beispiel zur Klemmung an einer Bremsscheibe oder einem Maschinentisch.For particularly flexible applications, the clamping or braking unit comprises in an advantageous embodiment, a wedge-shaped clamping or braking element, for example, for clamping to a guide rail, a cone bushing, for example, for clamping to a rod or a planar clamping or braking element , for example for clamping on a brake disc or a machine table.

Je nach Einsatzzweck und -ort kann das Klemm- bzw. Bremssystem in besonders bevorzugter Ausgestaltung auch als passiv Klemm- bzw. Bremssystem ausgebildet sein. Die Verstärkung der Antriebskraft wird dabei dazu genutzt das Klemm- bzw. Bremssystem zu öffnen und beispielsweise ein Federelement, zum Beispiel eine Tellerfeder vorzuspannen. Bei Wegfall der Antriebskraft wird das Klemm- bzw. Bremselement dann durch die Federkraft in kraftschlüssigen (insbesondere reibschlüssigen) Kontakt mit einem Maschinenelement gebracht, an das geklemmt werden soll.Depending on the purpose and location, the clamping or braking system may be formed in a particularly preferred embodiment as a passive clamping or braking system. The gain of the driving force is used to open the clamping or braking system and, for example, to bias a spring element, for example a plate spring. In the absence of the driving force, the clamping or braking element is then brought by the spring force in non-positive (in particular frictional) contact with a machine element to be clamped.

Durch die Verstärkung der Antriebskraft können mit einer Vielzahl von Antriebseinheiten Sicherheitsvorgaben erfüllt werden. In bevorzugter Ausgestaltung kann die Antriebseinheit dabei ein pneumatisches und/oder hydraulisches System sein.By increasing the driving force can be met with a variety of drive units safety requirements. In a preferred embodiment, the drive unit can be a pneumatic and / or hydraulic system.

Mit hydraulischen Antriebseinheiten können zwar auch ohne Kraftverstärkung bereits hohe Leistungsdichte erzielt werden, da der Druck nahezu beliebig erhöht werden kann. Es ist dazu aber einerseits ein besonderes Hydraulikaggregat notwendig, welches die erforderlichen Drücke zur Verfügung stellen kann und es besteht andererseits ein hohes Sicherheitsrisiko beim Betrieb einer Hydraulikeinheit mit hohen Drücken durch Leckage an den Dichtungen und die Gefahr von platzenden Schläuchen. Durch die Kraftverstärkung mittels eines Hebelsystems ist es nunmehr möglich ein hydraulisches System auch bei niedrigeren Drücken zu betreiben und trotzdem eine ausreichend hohe Kraft für Klemm- bzw. Bremswirkung bereitstellen zu können.Although high power density can already be achieved with hydraulic drive units even without power amplification, because the pressure can be increased almost arbitrarily. On the one hand, however, it requires a special hydraulic unit which can provide the required pressures and, on the other hand, there is a high safety risk in the operation of a hydraulic unit with high pressures due to leakage at the seals and the risk of bursting hoses. By the power amplification by means of a lever system, it is now possible to operate a hydraulic system even at lower pressures and still be able to provide a sufficiently high force for clamping or braking action.

Pneumatische Antriebseinheiten haben zwar den Vorteil, dass heutzutage in nahezu jedem Industriebetrieb ein Kompressor mit einem weitverzweigten Druckluftnetz zur Verfügung steht, allerdings können nicht derartig hohe Drücke erreicht werden, wie sie in hydraulischen Systemen möglich sind. Auch hier ist es durch die Kraftverstärkung mittels eines Hebelsystems nun möglich, für pneumatische Antriebseinheiten ausreichend hohe Kräfte für die Klemm- bzw. Bremswirkung bereitstellen zu könnenAlthough pneumatic drive units have the advantage that nowadays in almost every industrial operation a compressor with a widely branched compressed air network is available, however, it is not possible to achieve pressures as high as are possible in hydraulic systems. Again, it is now possible by the power amplification by means of a lever system to be able to provide sufficiently high forces for the clamping or braking effect for pneumatic drive units

In alternativer bevorzugter Ausgestaltung ist auch eine elektromagnetische und/oder elektromotorische Antriebseinheit vorgesehen. Elektrische Antriebseinheiten haben dabei den Vorteil, dass elektrische Energie fast überall benötigt wird und am häufigsten zur Verfügung steht bzw. mit einer einfachen Zuleitung herbeigeführt werden kann.In an alternative preferred embodiment, an electromagnetic and / or electromotive drive unit is also provided. Electric drive units have the advantage that electrical energy is needed almost everywhere and is most often available or can be brought about with a simple supply line.

Elektromagnetische Systeme alleine können heutzutage allerdings noch nicht die erforderlichen Kräfte erzielen bzw. müsste aufwendig groß, schwer und teuer konzipiert werden. Durch die Kraftverstärkung mittels des Hebelsystems ist es daher möglich elektromagnetische Antriebseinheiten kostengünstig und in kompakten Abmessungen zu verwenden.However, electromagnetic systems alone today can not yet achieve the required forces or would have to be designed consuming large, heavy and expensive. Due to the power amplification by means of the lever system, it is therefore possible to use electromagnetic drive units cost-effectively and in compact dimensions.

Elektromotorische Antriebseinheiten können zwar sehr große Kräfte bereitstellen, da üblicherweise eine rotatorische Bewegung über ein Gewinde in eine lineare Bewegung umgewandelt wird, wobei über eine Steigung bereits eine Kraftverstärkung vorgenommen wird. Durch die zusätzliche Hebelübersetzung können aber Elektromotoren kleiner ausgeführt werden und somit auch in beengten Anwendungsbereichen Anwendung finden.Although electromotive drive units can provide very large forces, since usually a rotational movement is converted by a thread into a linear movement, with a gain already being made on a slope. Due to the additional leverage but electric motors can be made smaller and thus find application in cramped applications.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch das Hebelsystem ein relativer hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann, ohne dass durch eine Selbsthemmung die Rückstellung mittels einer Gegenkraft erschwert wird. Weiterhin wird konsequent auf zusätzliche elektrische oder magnetische Komponenten und externe Anschlüsse verzichtet und rein mechanische Bauelemente verwendet. Dadurch wird ein besonders hohes Maß an Zuverlässigkeit und Sicherheit erreicht und ein wartungsarmes und störunanfälliges Klemm- bzw. Bremssystem bereitgestellt. Durch die Möglichkeit der individuellen Abmessungen der Hebel und der Hintereinanderschaltung von mehreren Hebelsystemen können prinzipiell beliebige Verstärkungen auch auf engstem Raum erreicht werden.The advantages achieved by the invention are in particular that by the lever system, a relatively high efficiency can be achieved without the provision of self-locking by means of a counterforce is difficult. Furthermore, consistently dispensed with additional electrical or magnetic components and external connections and purely mechanical components used. As a result, a particularly high degree of reliability and safety is achieved and a low-maintenance and störunanfälliges clamping or braking system is provided. Due to the possibility of individual dimensions of the levers and the series connection of several lever systems in principle any reinforcements can be achieved even in confined spaces.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 ein Schnitt durch ein Klemm- bzw. Bremssystem mit einer Hebelverstärkung und einer Konusbuchse 1 a section through a clamping or braking system with a lever reinforcement and a cone bush

2 Draufsicht auf das Klemm- bzw. Bremssystem 2 Top view of the clamping or braking system

3 ein Schnitt durch ein Klemm- bzw. Bremssystem an einem Maschinentisch 3 a section through a clamping or braking system on a machine table

4 ein Schnitt durch ein passives Klemm- bzw. Bremssystem mit einer Hebelverstärkung 4 a section through a passive clamping or braking system with a lever reinforcement

5 ein Schnitt durch ein passives Klemm- bzw. Bremssystem mit mehreren Hebelsystemen zur Kraftverstärkung 5 a section through a passive clamping or braking system with multiple lever systems for power amplification

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures.

Das Klemm- bzw. Bremssystem 1 nach dem Ausführungsbeispiel nach 1 umfasst eine Antriebseinheit 2 zur Erzeugung einer die Klemm- bzw. Bremswirkung einleitenden Kraft. Die Antriebseinheit 2 verfügt dabei über einen externen Anschluss 4, mit dessen Hilfe die Antriebseinheit 2 die einleitende Kraft erzeugen kann. Je nach Ausführung der Antriebseinheit 2 kann der externe Anschluss dabei beispielsweise mit einem Hydraulikaggregat, einem Kompressor oder einem Stromnetz verbunden werden. Die Antriebseinheit 2 grenzt räumlich an die Kraftübertragungseinheit 6. Die Kraftübertragungseinheit 6 leitet die Kraft an eine Klemm- bzw. Bremseinheit 8 weiter. Diese Klemm- bzw. Bremseinheit 8 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Konusbuchse 10 versehen. Die Konusbuchse 10 wird durch die auf sie übertragene Klemm- bzw. Bremskraft in Richtung des Kraftflusses x verschoben. Aufgrund der keilförmig ausgebildeten Konusbuchse 10 und der schrägen Wandung des angrenzenden Gehäuseabschnittes wird die Konusbuchse 10 in Richtung des Maschinenelementes gedrückt, an das geklemmt bzw. gebremst werden soll. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies eine Stange 12, die von der Konusbuchse 10 umschlossen wird. Die Konusbuchse 10 tritt somit im Klemm- bzw. Bremsfall in reibschlüssigen Kontakt mit der Stange 12 und sorgt für ein positionsgenaues Anhalten des zu bremsenden oder klemmenden Maschinenelements.The clamping or braking system 1 according to the embodiment according to 1 includes a drive unit 2 for generating a force introducing the clamping or braking action. The drive unit 2 has an external connection 4 , with the help of which the drive unit 2 can generate the introductory force. Depending on the version of the drive unit 2 For example, the external connection can be connected to a hydraulic power unit, a compressor or a power grid. The drive unit 2 is physically adjacent to the power transmission unit 6 , The power transmission unit 6 directs the force to a clamping or braking unit 8th further. This clamping or braking unit 8th is in the present embodiment with a cone socket 10 Mistake. The cone socket 10 is displaced by the transmitted to it clamping or braking force in the direction of the force flux x. Due to the wedge-shaped cone socket 10 and the sloping wall of the adjacent housing section becomes the cone bushing 10 pressed in the direction of the machine element to be clamped or braked. In the present embodiment, this is a rod 12 coming from the cone socket 10 is enclosed. The cone socket 10 thus occurs in the clamping or braking case in frictional contact with the rod 12 and ensures a positionally accurate stopping of the machine element to be braked or clamped.

Die Kraftübertragungseinheit 6 im Ausführungsbeispiel nach 1 leitet dabei nicht nur die Kraft von der Antriebseinheit 2 auf die Klemm- bzw. Bremseinheit 8 weiter, sie ist darüber hinaus auch in der Lage die einleitende Kraft zu verstärken. Dazu umfasst die Kraftübertragungseinheit 6 ein Hebelsystem. Dieses Hebelsystem beinhaltet unter anderem zwei Hebelauflagen 14, 16, wobei eine Hebelauflage 14 fest mit dem Gehäuse des Klemm- bzw. Bremssystems 1 verbunden ist und die zweite Hebelauflage als Druckscheibe 16 ausgeführt ist. Diese Druckscheibe 16 ist in Richtung des Kraftflusses x beweglich angeordnet und übergibt die verstärkte Kraft der Klemm- bzw. Bremseinheit 8. Zwischen den Auflagepunkten der Hebelauflagen 14, 16 ist ein Hebel 18 angeordnet.The power transmission unit 6 in the exemplary embodiment 1 not only guides the power from the drive unit 2 on the clamping or braking unit 8th Furthermore, it is also able to strengthen the initiating force. This includes the power transmission unit 6 a lever system. This lever system includes, among other things, two lever supports 14 . 16 , wherein a lever support 14 fixed to the housing of the clamping or braking system 1 is connected and the second lever support as a pressure washer 16 is executed. This pressure washer 16 is movably arranged in the direction of the force flow x and passes the increased force of the clamping or braking unit 8th , Between the contact points of the lever supports 14 . 16 is a lever 18 arranged.

Die von der Antriebseinheit 2 erzeugte Kraft, wird über einen Kolben 20 auf einen Hebelarm des Hebels 18 übertragen. Der bewegliche angeordnete Hebel 18 stützt sich dabei am Auflagepunkt der mit dem Gehäuse verbundenen Hebelauflage 14 ab und schiebt die Druckscheibe 16 in Richtung des Kraftflusses x. Durch eine geeignete geometrische Ausgestaltung der Hebelauflagen 14, 16 und insbesondere der Auflagepunkte kann die Länge der Hebelarme im Wesentlichen frei gewählt werden. Dadurch ist eine Verstärkung der von der Antriebseinheit 2 erzeugten Klemm- bzw. Bremskraft möglich.The of the drive unit 2 generated force, is via a piston 20 on a lever arm of the lever 18 transfer. The movable lever arranged 18 it supports itself at the contact point of the lever support connected to the housing 14 off and pushes the pressure washer 16 in the direction of the force flow x. By a suitable geometric design of the lever supports 14 . 16 and in particular the support points, the length of the lever arms can be selected substantially freely. This is a gain of the drive unit 2 generated clamping or braking force possible.

Vorteilhaft bei einer derartigen Kraftverstärkung im Vergleich zu gängigen Keilgetrieben ist, dass der Hebel nur durch eine Linienberührung an abgerundeten Kanten anliegt und deshalb bei der Kippbewegung ein regelrechtes Abrollen stattfindet. In Verbindung mit einer geeigneten Werkstoffpaarung (z. B. Stahl mit Gleitlagerwerkstoffen) funktioniert deshalb das ganze Getriebe nahezu Reibungsfrei, wodurch auch eine sehr schnelle Rückstellung erfolgen kann. Damit es zu diesem Abrollen auf den Gegenkanten kommen kann, sind die Hebel nur lose eingelegt und nicht wie sonst üblich mittels Gelenkbolzen (mit hohen Flächenpressungen in der Lagerschale) fixiert.An advantage of such a power gain compared to conventional wedge drives is that the lever rests only by a line touch on rounded edges and therefore takes place during the tilting a proper unwinding. In conjunction with a suitable material pairing (eg steel with sliding bearing materials), the entire transmission thus works almost friction-free, which means that a very quick reset can take place. To prevent this rolling on the opposite edges, the levers are only loosely inserted and not fixed as usual by means of hinge pins (with high surface pressures in the bearing shell).

Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist ein derartiges Klemm- bzw. Bremssystem 1 von oben gezeigt. Dabei sind drei Hebel 18 erkennbar, die symmetrisch um die Stange 12 angeordnet sind, an die geklemmt oder gebremst werden soll. Die Anzahl der Hebel 18 und ihre Positionierung kann allerdings im Einzelfall angepasst werden und variieren. Eine symmetrische Anordnung der Hebel ist dabei allerdings vorteilhaft, da dadurch eine besonders gleichmäßige Klemm- bzw. Bremswirkung erreicht werden kann. Ungewollt auftretende Kraftmomente, die ein verkanten der Klemmelemente, hier der Konusbuchse 10, verursachen könnten, werden somit vermieden.In the embodiment according to 2 is such a clamping or braking system 1 shown from above. There are three levers 18 recognizable, symmetrically around the pole 12 are arranged to be clamped or braked. The number of levers 18 however, their positioning may be adjusted and varied in individual cases. A symmetrical arrangement of the levers is advantageous, however, since a particularly uniform clamping or braking effect can be achieved thereby. Unintentionally occurring moments of force, a jamming of the clamping elements, here the cone bushing 10 , could thus be avoided.

Das Klemm- bzw. Bremssystem 1 nach dem Ausführungsbeispiel in 3 umfasst ebenfalls eine Antriebseinheit 2 und eine Kraftübertragungseinheit 6, die die Kraft nicht nur überträgt, sondern zusätzlich durch eine Hebelmechanik verstärkt. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 wird nun aber die resultierende Klemm- bzw. Bremskraft nicht als Druckkraft verwendet sondern als Zugkraft, um ein Werkstück 22 zwischen einem Maschinentisch 24 und dem Gehäuse des Klemm- bzw. Bremssystems 1 zu klemmen. Dazu wird eine T-Nut Schraube 26 verwendet, deren Schraubenkopf in einer T-förmigen Ausformung 28 des Maschinentisches 24 liegt. Das dem Schraubkopf gegenüberliegende Ende der Schraube 26 ist mit der Klemm- bzw. Bremseinheit 8 verbunden. Bei Auslösung der Klemmung bzw. Einleitung der Klemmkraft wird die Schraube 28 durch die Klemm- bzw. Bremseinheit 8 in Richtung des Kraftflusses x gezogen, bis eine weitere Bewegung des Schraubenkopfes durch die T-förmige Ausformung 28 verhindert wird. Eine weitere Krafteinwirkung bewirkt, dass das beweglich angeordnete Klemm- bzw. Bremssystem 1 entgegen der Richtung des Kraftflusses x gedrückt wird und somit das Werkstück 22 zwischen dem Maschinentisch 24 und dem Gehäuse des Klemm- bzw. Bremssystems 1 festklemmt.The clamping or braking system 1 according to the embodiment in 3 also includes a drive unit 2 and a power transmission unit 6 , which not only transfers the power, but also reinforced by a lever mechanism. In contrast to the embodiment according to 1 But now the resulting clamping or braking force is not used as a compressive force but as a pulling force to a workpiece 22 between a machine table 24 and the housing of the clamping or braking system 1 to pinch. This is a T-nut screw 26 used, the screw head in a T-shaped configuration 28 of the machine table 24 lies. The screw head opposite end of the screw 26 is with the clamping or braking unit 8th connected. Upon release of the clamping or initiation of the clamping force, the screw 28 through the clamping or braking unit 8th pulled in the direction of the force flow x until further movement of the screw head by the T-shaped formation 28 is prevented. Another force causes the movably arranged clamping or braking system 1 is pressed against the direction of the force flow x and thus the workpiece 22 between the machine table 24 and the housing of the clamping or braking system 1 clamps.

Im Ausführungsbeispiel nach 4 ist ein Klemm- bzw. Bremselement 1 mit einer Konusbuchse 10 zur Klemmung an einer Stange als passives Klemm- bzw. Bremssystem ausgebildet. Die Antriebseinheit 2 und die Kraftübertragungseinheit 6 sind dabei ähnlich den oberen Ausführungsbeispielen ausgebildet. Die Konusbuchse 10 und die schräge Wandung des Gehäuses sind aber in diesem Ausführungsbeispiel derart ausgeführt, dass eine Verschiebung der Konusbuchse 10 in Richtung des Kraftflusses nicht wie in 1 eine Klemmung an der Stange 12 verursacht, sondern dass die Konusbuchse 10 durch die keilförmige Ausführung von der Stange gelöst wird. Durch die Bewegung der Konusbuchse 10 in Richtung des Kraftflusses x wird zusätzlich ein Federelement 30, beispielsweise eine Tellerfeder, vorgespannt. Bei Wegfall der Antriebskraft wird die Konusbuchse 10 aufgrund der Federkraft des Federelements 30 entgegen der x-Richtung verschoben und tritt in reibschlüssigen Kontakt mit der Stange 12. Durch diese Anordnung der Konusbuchse 10 und des Federelementes 30 als Kraftspeicher wird ein passives Klemm- bzw. Bremssystem 1 geschaffen.In the embodiment according to 4 is a clamping or braking element 1 with a cone socket 10 designed for clamping on a rod as a passive clamping or braking system. The drive unit 2 and the power transmission unit 6 are designed similar to the upper embodiments. The cone socket 10 and the oblique wall of the housing are designed in this embodiment, however, such that a displacement of the cone bushing 10 in the direction of the power flow not as in 1 a clamp on the pole 12 caused, but that the cone socket 10 is released from the rod by the wedge-shaped design. By the movement of the cone bush 10 in the direction of the power flow x is additionally a spring element 30 , For example, a plate spring, biased. When the driving force ceases, the cone bushing becomes 10 due to the spring force of the spring element 30 shifted in the x-direction and enters into frictional contact with the rod 12 , By this arrangement of the cone bushing 10 and the spring element 30 as energy storage is a passive clamping or braking system 1 created.

Die Kraftverstärkung kann über die Dimensionierung der Auflagepunkte und der Hebelarme bestimmt werden. Zur Vermeidung von Materialabnutzung werden die Auflagepunkte dabei nicht scharfkantig gewählt, wodurch die Hebel allerdings aufgrund der abgerundeten Kanten ein wenig wandern. Dies führt dazu, dass eine Hebelseite nicht beliebig klein gewählt werden kann und somit auch keine beliebige Kraftverstärkung mit nur einem Hebelsystem möglich ist. Sollte die durch ein Hebelsystem ermöglichte Kraftverstärkung nicht ausreichen, ist es möglich mehrere solcher Hebelsysteme in Richtung des Kraftflusses hintereinander zu schalten. Im Ausführungsbeispiel nach 5 ist ein solches Klemm- bzw. Bremssystem 1 mit zwei Hebelsystemen gezeigt. Die durch die Antriebseinheit 2 erzeugte Kraft wird über einen Kolben 20 auf einen Hebelarm eines ersten Hebels 18 übertragen. Der bewegliche angeordnete Hebel 18 stützt sich dabei am Auflagepunkt einer mit dem Gehäuse verbundenen Hebelauflage 14 ab und schiebt eine Druckscheibe 16 in Richtung des Kraftflusses x. Diese Druckscheibe 16 entspricht dabei gleichzeitig dem Kolben 20 für den zweiten Hebel 18. Auch dieser zweite Hebel 18 stützt sich dabei an einer mit dem Gehäuse fest verbundenen Hebelauflage 14 ab und schiebt eine zweite Druckscheibe 16 in Richtung des Kraftflusses. Durch diese Anordnung, die auch noch durch weitere Hebelsysteme ergänzt werden kann, sind höhere Kraftverstärkungen möglich.The power gain can be determined by the dimensioning of the support points and the lever arms. To avoid material wear, the support points are not chosen sharp-edged, whereby the levers, however, move a little due to the rounded edges. This means that a lever side can not be chosen arbitrarily small and thus no arbitrary power boost with only one lever system is possible. If the power amplification made possible by a lever system is not sufficient, it is possible to connect several such lever systems one after the other in the direction of the force flow. In the embodiment according to 5 is such a clamping or braking system 1 shown with two lever systems. The through the drive unit 2 force generated is via a piston 20 on a lever arm of a first lever 18 transfer. The movable lever arranged 18 it supports itself at the contact point of a lever support connected to the housing 14 off and pushes a thrust washer 16 in the direction of the force flow x. This pressure washer 16 at the same time corresponds to the piston 20 for the second lever 18 , Also this second lever 18 relies on a firmly attached to the housing lever support 14 and pushes a second thrust washer 16 in the direction of the power flow. This arrangement, which can also be supplemented by other lever systems, higher power gains are possible.

Im Ausführungsbeispiel nach 5 ist als Klemm- bzw. Bremselement ein planarer Druckbolzen vorgesehen. Dieser Druckbolzen kann beispielsweise ein zwischen einem Maschinentische und dem Klemm- bzw. Bremssystem 1 eingelegtes Werkstück halten. Ebenso ist es denkbar, mit dieser Anordnung auf eine rotierende Bremsscheibe zu drücken. Diese könnte zusätzlich an der Rückseite an eine stabile Gegenfläche (z. B. dem Maschinengehäuse oder einem weiteren Druckbolzen) gedrückt werden.In the embodiment according to 5 is provided as a clamping or braking element, a planar pressure pin. This pressure pin can, for example, a between a machine table and the clamping or braking system 1 Hold inlaid workpiece. It is also conceivable to press with this arrangement on a rotating brake disc. This could additionally be pressed on the back against a stable mating surface (eg the machine housing or another pressure bolt).

Das vorliegende Hebelsystem zur Verstärkung der einleitenden Klemm- bzw. Bremskraft kann somit zwischen beliebigen Antriebseinheiten und Klemm- bzw. Bremseinheiten eingesetzt werden. Durch die Kraftverstärkung in axialer Richtung, d. h. in Richtung des Kraftflusses, wird ein besonders einfacher Aufbau des Klemm- bzw. Bremssystems ermöglicht.The present lever system for increasing the initial clamping or braking force can thus be used between any drive units and clamping or braking units. By the force amplification in the axial direction, d. H. in the direction of the power flow, a particularly simple construction of the clamping or braking system is made possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Klemm- bzw. BremssystemClamping or braking system
22
Antriebseinheitdrive unit
44
Anschlussconnection
66
KraftübertragungseinheitPower transmission unit
88th
Klemm- bzw. BremseinheitClamping or braking unit
1010
Konusbuchsecone bushing
1212
Stangepole
1414
Hebelauflagelever edition
1616
Druckscheibethrust washer
1818
Hebellever
2020
Kolbenpiston
2222
Werkstückworkpiece
2424
Maschinentischmachine table
2626
T-Nut SchraubeT-nut screw
2828
Ausformungformation
3030
Federelementspring element
3232
Druckbolzenpushpin
XX
KraftflussrichtungPower flow direction

Claims (9)

Klemm- bzw. Bremssystem (1) mit – einer Antriebseinheit (2) zur Einleitung einer Kraft – einer Klemm- bzw. Bremseinheit (8), welche in kraft- oder formschlüssigen Kontakt mit einer relativ zum Klemm- bzw. Bremssystem (1) beweglichen Maschinenkomponente bringbar ist – einer Kraftübertragungseinheit (6), die die einleitende Kraft von der Antriebseinheit (2) auf die Klemm- bzw. Bremseinheit (8) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinheit (6) eine Anzahl von Hebelelementen zur Kraftverstärkung umfasst.Clamping or braking system ( 1 ) with - a drive unit ( 2 ) for introducing a force - a clamping or braking unit ( 8th ), which in force or positive contact with a relative to the clamping or braking system ( 1 ) movable machine component can be brought - a power transmission unit ( 6 ), which is the initiating force from the drive unit ( 2 ) on the clamping or braking unit ( 8th ) transmits, characterized in that the power transmission unit ( 6 ) comprises a number of lever elements for power amplification. Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Kraftverstärkung in Richtung der einleitenden Kraftrichtung (x) geschieht. Clamping or braking system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the force transmission unit is designed such that the power amplification in the direction of the introductory force direction (x) is done. Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Hebelelemente in Kraftrichtung hintereinander geschaltet sind.Clamping or braking system ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least two lever elements are connected in series in the direction of force. Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm- bzw. Bremseinheit (8) ein keilförmiges Klemm- bzw. Bremselement umfasst.Clamping or braking system ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping or braking unit ( 8th ) comprises a wedge-shaped clamping or braking element. Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das keilförmige Klemm- bzw. Bremselement eine Konusbuchse (10) ist.Clamping or braking system ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the wedge-shaped clamping or braking element is a cone bushing ( 10 ). Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm- bzw. Bremseinheit (8) ein planares Klemm- bzw. Bremselement umfasst.Clamping or braking system ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping or braking unit ( 8th ) comprises a planar clamping or braking element. Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm- bzw. Bremseinheit (8) als passiv Klemm- bzw. Bremseinheit (8) ausgebildet ist.Clamping or braking system ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the clamping or braking unit ( 8th ) as a passive clamping or braking unit ( 8th ) is trained. Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) zur Erzeugung der einleitenden Kraft eine Pneumatikeinheit und/oder Hydraulikeinheit umfasst.Clamping or braking system ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive unit ( 2 ) comprises a pneumatic unit and / or hydraulic unit for generating the initiating force. Klemm- bzw. Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) zur Erzeugung der einleitenden Kraft eine elektromagnetische Einheit und/oder elektromotorische Einheit umfasst.Clamping or braking system ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive unit ( 2 ) comprises an electromagnetic unit and / or electromotive unit for generating the initiating force.
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Dr. Hannelore Dittmar-Ilgen: „Idealer Korkenzieher gesucht"; Tweet, 15.11.2010. URL: http://suite101.de/article/idealer-korkenzieher-gesucht-a92268
Korkenzieher - Varianten der Hebelanwendung, Seiten 1 und 2; Umwelt und Technik/ Ph 08. URL: http://www.leifiphysik.de/web_ph08/umwelt_technik/08_korkenzieher/korkenzieher1.htm *
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