DE102021122093B3

DE102021122093B3 - Normalerweise geschlossenes scheibenklemmsystem und ein drehtisch unter verwendung desselben

Info

Publication number: DE102021122093B3
Application number: DE102021122093.9A
Authority: DE
Inventors: Peng-Wen Chen; Chien-Yu Lin; Li-Wen Huang
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2041-08-27

Abstract

Ein normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem umfasst ein Gehäuse mit einer drehenden Scheibe, einem Bremsring und einem darin angeordneten Druckverstärkungsring. Wenn nur eine erste Kammer mit Fluid versorgt wird, drückt das Fluid auf den Bremsring, um die drehende Scheibe zu lösen. Wenn nur eine zweite Kammer mit Fluid versorgt wird, drückt das Fluid auf den Bremsring, um die drehende Scheibe im Bremszustand zu halten, und drückt auf den Druckverstärkungsring, um eine elastische Einheit zu komprimieren. Die durch die Kompression der elastischen Einheit erzeugte Energie wirkt über das Fluid auf den Bremsring, so dass der Bremsring eine doppelte Druckwirkung erzielt. Wenn die Wirkung des Fluids ausfällt, kann der Bremsring immer noch eine Bremswirkung auf die drehende Scheibe durch die elastische Einheit zur Verbesserung der Betriebssicherheit bereitstellen. Ferner stellt die vorliegende Erfindung einen Drehtisch zur Verfügung, der das normalerweise geschlossene Scheibenklemmsystem verwendet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Bremsvorrichtungstechnik, insbesondere ein normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem und einen Drehtisch, der dieses verwendet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Um zu verhindern, dass sich die Spindel nach der Bearbeitung dreht, ist gewöhnlich ein Bremssatz ausgestaltet eine Bremskraft auf die stationäre Spindel auszuüben, um die Spindel im Stillstand stabil zu halten. Herkömmliche Bremsen sind jedoch nicht in der Lage, die Spindel unter besonderen Bedingungen (z. B. unvorhergesehener Stromausfall oder Rohrleitungsbruch) abzubremsen, was nicht nur leicht zu Schäden an der Maschine führt, sondern sogar die Sicherheit des umstehenden Personals gefährden kann.
Die in offenbarte normalerweise geschlossene hydraulische Bremsvorrichtung nutzt die elastische Kraft mehrerer Federn, um den Kolben unter Bedingungen wie Abschalten oder Standby nach unten zu drücken, so dass die Bremsvorrichtung in einem festen Zustand ist und die Spindel blockiert wird, wodurch die Spindel am Drehen gehindert wird. Wenn die Bremse gelöst wird, wird das Hydrauliköl verwendet, um den Kolben in die entgegengesetzte Richtung zu drücken, so dass die Bremsvorrichtung in einen gelösten Zustand übergeht und die Spindel zu diesem Zeitpunkt normal arbeiten kann. In den vorstehend genannten Schriften ist die Bremskraft, die allein durch mehrere Federn bereitgestellt wird, jedoch sehr begrenzt, und ist es schwierig, diese bei schweren Zerspanungen und hohen Vorschüben auszuüben. offenbart eine Bremse für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge, die einen Fixkörper wie ein Getriebegehäuse und einen Drehkörper wie eine Getriebeausgangswelle, der innerhalb des Fixkörpers drehbar gelagert ist, aufweist. Die Bremsvorrichtung umfasst an dem Fixkörper verdrehsichere Fixbremslamellen, und an dem Drehkörper verdrehsichere Drehbremslamellen. Die Fixbremslamellen und Drehbremslamellen können gegen die Anschlagsvorrichtung gepresst werden, so dass Fixbremslamellen und Drehbremslamellen gegeneinander gepresst werden. Durch eine Feder wird in solcher Art eine Feststellkraft auf die Betätigungsvorrichtung ausgeübt, sodass die Fixbremslamellen und die Drehbremslamellen mit Hilfe der Anschlagvorrichtung aneinander gepresst werden. Eine Lüftvorrichtung ist der Feststellkraft derart entgegenwirkbar, dass die Fixbremsscheibe und die Drehbremsscheibe voneinander getrennt werden. offenbart eine Hauptwellenantriebsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine unter anderem mit einer Klemmvorrichtung, wobei die die Klemmvorrichtung einen Klemmkolben, eine Druckkammer und einen Betriebsflüssigkeitsversorgungsmechanismus umfasst. Der Klemmkolben ist axial verschiebbar vorgesehen. Der Klemmkolben weist eine druckaufnehmende Oberfläche und einen druckaufnehmenden Bremsabschnitt auf. Die Oberfläche nimmt den Druck eines Betriebsfluids aufnimmt, der Bremsabschnitt bewirkt, dass eine Druckkontaktkraft auf eine Hauptwelle wirkt. Die Betriebsflüssigkeits-Zuführeinrichtung ist zum Zuführen der Betriebsflüssigkeit von einer Betriebsflüssigkeits-Versorgungsquelle zum Druck vorgesehen, wobei bewirkt wird, dass die Druckkontaktkraft auf die Hauptwelle wirkt, indem der Klemmkolben in Richtung der Hauptwelle durch den Druck des Betriebsfluids verschoben wird, das der Druckkammer zugeführt wird. Die Klemmvorrichtung umfasst ein Federelement, das den Klemmkolben in eine erste Richtung drängt, die gleich einer Richtung wirkt, in der der Bremsabschnitt bewirkt, dass die Druckkontaktkraft auf die Hauptwelle wirkt.
Darüber hinaus umfasst die in 1 und 2 gezeigte herkömmliche normalerweise geschlossene Bremse hauptsächlich eine Bremsscheibe 1, einen Bremskolben 2, mehrere Druckfedern 3 und einen Bremslösekolben 4. Die Druckfedern 3 üben ständig einen axialen Druck auf die Bremsscheibe 1 aus, so dass die Bremsscheibe 1 einen normalerweise geschlossenen Bremszustand beibehält. Wenn nur der Bremskolben 2 einer Fluidwirkung ausgesetzt wird, wird ein axialer Druck auf die Bremsscheibe 1 ausgeübt, wie in 1 dargestellt, so dass die Bremsscheibe 1 unter der kombinierten Wirkung des Bremskolbens 2 und der Druckfedern 3 eine Bremswirkung auf die sich drehende Welle 5 ausübt. Wenn nur der Bremslösekolben 4 der Fluidwirkung ausgesetzt ist, übt er einen umgekehrten Druck auf die Bremsscheibe 1 aus und überwindet, wie in 2 dargestellt, den axialen Druck, der von den Druckfedern 3 auf die Bremsscheibe 1 ausgeübt wird, wodurch die Bremsscheibe 1 die Bremswirkung auf die drehende Welle 5 aufhebt. Da jedoch bei der oben erwähnten herkömmlichen Technik die vom Bremskolben 2 aufgenommene Fluidkraft und die von den Druckfedern 3 auf die Bremsscheibe 1 ausgeübte elastische Kraft die gleiche Kraftrichtung haben, ist die von den Druckfedern 3 erzeugte elastische Kraft kleiner, wenn die vom Bremskolben 2 aufgenommene Fluidkraft größer ist. Dies wirkt sich auf die Bremswirkung der Bremsscheibe 1 auf die drehende Welle 5 aus und ist bei starkem Schneiden und hohem Vorschub schwierig anzuwenden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Umständen vervollständigt. Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem bereitzustellen, das die Wirkung der doppelten Druckbeaufschlagung und des normalerweise geschlossenen Bremsens erzielen kann, um die Betriebssicherheit zu verbessern, und das für schwere Schneidarbeiten und hohe Vorschubbedingungen geeignet ist.
Um diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst das normalerweise geschlossene Scheibenklemmsystem der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, eine Scheibenanordnung, einen Bremsring, einen Druckverstärkungsring und eine elastische Einheit. Das Gehäuse weist eine Aufnahmenut auf. Die Scheibenanordnung wird in die Aufnahmenut des Gehäuses eingesetzt und umfasst eine erste feste Scheibe, eine zweite feste Scheibe und eine zwischen der ersten festen Scheibe und der zweiten festen Scheibe angeordnete drehende Scheibe. Der Bremsring ist in der Aufnahmenut des Gehäuses beweglich angeordnet und bildet mit dem Gehäuse eine erste Kammer aus. Zudem weist der Bremsring einen Bremsabschnitt auf. Wenn sich der Bremsring in einer Bremsstellung befindet, drückt der Bremsabschnitt des Bremsrings gegen die erste feste Scheibe, so dass die drehende Scheibe zwischen der ersten festen Scheibe und der zweiten festen Scheibe fixiert wird. Wenn sich der Bremsring in einer Bremslösestellung befindet, löst der Bremsabschnitt des Bremsrings die erste feste Scheibe, so dass die drehende Scheibe relativ zu der ersten festen Scheibe und der zweiten festen Scheibe drehbar ist. Der Bremsabschnitt des Bremsrings weist eine Bremsfläche auf. Wenn sich der Bremsring in der Bremsstellung befindet, drückt der Bremsring mit der Bremsfläche des Bremsabschnitts auf die erste feste Scheibe. Der Bremsring weist außerdem eine innere Ringfläche auf, die an die Bremsfläche angrenzt. Es gibt einen ersten eingeschlossenen Winkel zwischen der Bremsfläche und der inneren Ringfläche. Der erste eingeschlossene Winkel ist kleiner als 90 Grad, so dass die erste feststehende Scheibe im gelösten Zustand der Bremse in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden kann und ihre Lebensdauer verlängert wird.
Der Druckverstärkungsring wird in die Aufnahmenut des Gehäuses eingesetzt und stößt teilweise an den Bremsring, so dass zwischen dem Druckverstärkungsring und dem Bremsring eine zweite Kammer gebildet wird. Die elastische Einheit ist auf dem Druckverstärkungsring eingerichtet, um eine elastische Kraft zu liefern, die den Druckverstärkungsring in Richtung des Bremsrings drückt.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist erkennbar, dass der Bremsring durch die Wirkung des Fluids in der Bremslösestellung gehalten wird, wenn das Fluid nur der ersten Kammer zugeführt wird. Wenn das Fluid nur der zweiten Kammer zugeführt wird, wird der Bremsring durch das Fluid in der Bremsstellung gehalten, und der Druckverstärkungsring komprimiert die elastische Einheit durch die Wirkung des Fluids. Die Kraftrichtung, die von dem Fluid auf den Druckverstärkungsring ausgeübt wird, ist der Kraftrichtung entgegengesetzt, die von der elastischen Einheit auf den Druckverstärkungsring ausgeübt wird. Da sich die zweite Kammer in einem geschlossenen Zustand befindet, wirkt die durch die Kompression der elastischen Einheit erzeugte Energie gemäß dem Pascal'schen Prinzip über das Fluid auf den Bremsring, so dass der Bremsring die Wirkung einer doppelten Druckbeaufschlagung erzielt. Wenn zudem die erste Kammer und die zweite Kammer nicht mit Fluid versorgt werden, drückt der Druckverstärkungsring den Bremsring durch die von der elastischen Einheit ausgeübte Kraft, so dass der Bremsring in der Bremsstellung gehalten wird, um eine normalerweise geschlossene Bremswirkung zu erzielen. Mit anderen Worten nutze das normalerweise geschlossene Bremsscheibenklemmsystem der vorliegenden Erfindung die Konstruktion der ersten Kammer und der zweiten Kammer, um den Bremsring und den Druckverstärkungsring aufeinander abzustimmen. Solange sowohl die erste Kammer als auch die zweite Kammer mit Fluid versorgt wird, kann der Bremsring so gesteuert werden, dass er die Bremswirkung und den Bremslösewirkung auf die drehende Scheibe ausübt. Darüber hinaus kann der Bremsring unter der Bedingung, dass die erste Kammer und die zweite Kammer nicht mit der Fluid versorgt werden oder ausfallen, immer noch durch die von der elastischen Einheit bereitgestellten Teilbremskraft in der Bremsstellung gehalten werden, um die Wirkung einer normalerweise geschlossenen Bremse zu erzielen und dadurch die Betriebssicherheit zu verbessern.
Vorzugsweise weist der Bremsring eine innere Ringfläche auf. In die Innenringfläche sind ein Dichtungsring und ein an den Dichtungsring angrenzender Stützring eingebettet. Der Druckverstärkungsring weist einen ersten Flansch und einen zweiten Flansch auf, der an den ersten Flansch auf einer Seite zum Bremsring hin angrenzt. Der erste Flansch des Druckverstärkungsrings liegt an dem Bremsring an. Der zweite Flansch des Druckverstärkungsrings liegt an dem Dichtungsring und dem Stützring an. Auf diese Weise erhöht der Dichtungsring die Dichtungswirkung zwischen dem Bremsring und dem Druckverstärkungsring, und hält der Stützring den Bremsring während des Betriebs in einem guten Gleichgewicht, um zu verhindern, dass sich der Bremsring verzieht und die Bremswirkung beeinträchtigt wird.
Vorzugsweise überschreitet die radiale Länge der Bremsfläche nicht den Bereich, in dem sich die erste feste Scheibe, die zweite feste Scheibe und die drehende Scheibe überlappen, um zu vermeiden, dass der Bremsring an die drehende Scheibe oder an einen Abstandsring zwischen der ersten festen Scheibe und der zweiten festen Scheibe gedrückt wird.
Vorzugsweise weist die erste feste Scheibe einen Kompressionsabschnitt auf. Wenn sich der Bremsring in der Bremsstellung befindet, liegt ein zweiter eingeschlossener Winkel zwischen dem Kompressionsabschnitt der ersten feststehenden Scheibe und der inneren Ringfläche des Bremsrings vor. Der zweite eingeschlossene Winkel ist kleiner oder gleich dem ersten eingeschlossenen Winkel, so dass die beste Klemmwirkung erzielt werden kann.
Vorzugsweise umfasst die elastische Einheit einen Sitz und mehrere elastische Elemente. Der Sitz ist in der Aufnahmenut des Gehäuses und angrenzend an den Druckverstärkungsring angeordnet. Die elastischen Elemente sind zwischen dem Druckverstärkungsring und dem Sitz angeordnet, um den Druckverstärkungsring in Richtung des Bremsrings zu drücken.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung einen Drehtisch zur Verfügung, der das vorstehend erwähnte normalerweise geschlossene Scheibenklemmsystem verwendet, das zudem eine Drehwelle umfasst. Die drehende Welle geht drehbar durch die Aufnahmenut des Gehäuses und ist mit ihrer Außenumfangsfläche an der drehenden Scheibe befestigt. Dadurch wird, wenn sich der Bremsring in der Bremsstellung befindet, die drehende Scheibe zwischen der ersten festen Scheibe und der zweiten festen Scheibe eingeklemmt und fixiert, so dass eine Bremswirkung auf die drehende Welle erzeugt wird. Wenn sich der Bremsring in der Bremslösestellung befindet, kann die drehende Scheibe synchron mit der drehenden Welle betrieben werden.
Der ausführliche Aufbau, die Merkmale, die Montage oder die Verwendung des normalerweise geschlossenen Scheibenklemmsystems und des Drehtisches, der das normalerweise geschlossene Scheibenklemmsystem verwendet, das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, werden in der ausführlichen Beschreibung der nachstehenden bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifische Ausführungsform, die in der Ausführung der vorliegenden Erfindung aufgeführt sind, nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen und den Umfang der Anmeldung der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen sollen.
Figurenliste

1 ist eine Teilquerschnittsansicht einer herkömmlichen, normalerweise geschlossenen Bremse, die im Wesentlichen zeigt, dass die Bremsscheibe eine Bremswirkung auf die drehende Welle ausübt.
2 ist eine weitere Teilquerschnittsansicht der konventionellen, normalerweise geschlossenen Bremse, die im Wesentlichen zeigt, dass die Bremsscheibe die Bremswirkung auf die drehende Welle aufhebt.
3 ist eine schräge Draufsicht auf einen Drehtisch, der in Verbindung mit einem Schwenkspindelkopf gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
4 ist eine schräge Draufsicht auf den Drehtisch der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Explosionsansicht des normalerweise geschlossenen Scheibenklemmsystems des erfindungsgemäßen Drehtisches, wobei das Gehäuse nicht dargestellt ist.
6 ist eine Endansicht des erfindungsgemäßen Drehtisches.
7 ist eine Teilquerschnittsansicht von 6 entlang der Linie 7-7, die im Wesentlichen zeigt, dass kein zweites Fluid in die zweite Kammer geleitet wird.
8 ist eine Teilquerschnittsansicht von 6 entlang der Linie 8-8, die im Wesentlichen zeigt, dass das erste Fluid nicht in die erste Kammer geleitet wird.
9 ist ähnlich wie 7, und zeigt im Wesentlichen das zweite Fluid, das in die zweite Kammer geleitet wird.
10 ist ähnlich wie 8, und zeigt im Wesentlichen das erste Fluid, das in die erste Kammer geleitet wird.
11 ist eine Teilquerschnittsansicht des normalerweise geschlossenen Scheibenklemmsystems der vorliegenden Erfindung, die hauptsächlich die strukturelle Beziehung zwischen dem Bremsring und der Scheibenanordnung zeigt.
12 ist eine weitere Teilquerschnittsansicht der normalerweise geschlossenen Scheibenklemmsystems der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen die Winkelbeziehung zwischen dem Bremsring und der Scheibenanordnung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es sei zunächst angemerkt, dass in der gesamten Beschreibung, einschließlich der nachstehend beschriebenen Ausführungsform und den Ansprüchen der Anmeldung, die Ausdrücke, die sich auf die Richtungen beziehen, auf den Richtungen in den Zeichnungen beruhen. Das Weiteren werden in der nachstehend beschriebenen Ausführungsform und in den Zeichnungen gleiche oder ähnliche Elemente oder Aufbaumerkmale mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Mit Verweis auf 3 und 4 wird das normalerweise geschlossene Scheibenklemmsystem 20 der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer Drehwelle 12 verwendet, um einen Drehtisch 10 mit der Drehwelle 12 auszubilden. Die Drehwelle 12 kann mit einem Schwenkspindelkopf 14 zusammengebaut werden, so dass der Schwenkspindelkopf 14 von der Drehwelle 12 angetrieben werden kann, um einen Schwenkvorgang durchzuführen. Wie in den 4 und 5 dargestellt, umfasst das normalerweise geschlossene Scheibenklemmsystem 20 der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 30, eine Scheibenanordnung 40, einen Bremsring 50, einen Druckverstärkungsring 60 und eine elastische Einheit 70.
Das Gehäuse 30 weist eine Aufnahmenut 31 und einen Innenflansch 32 auf. Die Querschnittsform der Aufnahmenut 31 ist kreisförmig, und der Innenflansch 32 ragt radial aus der Nutwand der Aufnahmenut 31 heraus. Wie in den 4 und 7 dargestellt, ist die oben erwähnte Drehwelle 12 drehbar in der Aufnahmenut 31 eingerichtet und von dem inneren Flansch 32 umgeben. Darüber hinaus weist das Gehäuse 30 einen ersten Strömungskanal 33, der radial mit der Aufnahmenut 31 verbunden ist (wie in 8 dargestellt), und einen zweiten Strömungskanal 34 auf, der radial mit der Aufnahmenut 31 verbunden ist (wie in 7 dargestellt). Das Einlassende des ersten Strömungskanals 33 ist mit einem ersten Anschluss 16 zum Einspritzen eines ersten Fluids 22 versehen (hier Hydrauliköl, jedoch nicht darauf beschränkt, da auch ein Gas verwendet werden kann). Das Einlassende des zweiten Strömungskanals 34 ist mit einem zweiten Anschluss 18 für die Einspritzung eines zweiten Fluids 24 versehen (hier Hydrauliköl, jedoch nicht darauf beschränkt, da auch ein Gas verwendet werden kann).
Die Scheibenanordnung 40 ist in der Aufnahmenut 31 des Gehäuses 30 angeordnet und besteht aus einer ersten festen Scheibe 41, einer zweiten festen Scheibe 42, einem Abstandsring 43 und zwei aufeinander gestapelten drehenden Scheiben 44. Wie in den 5 und 7 gezeigt, sind die erste feste Scheibe 41, die zweite feste Scheibe 42 und der Abstandsring 43 mit mehreren Schrauben 45 am inneren Flansch 32 des Gehäuses 30 befestigt, wobei die zweite feste Scheibe 42 näher am inneren Flansch 32 des Gehäuses 30 liegt als die erste feste Scheibe 41 und der Abstandsring 43 zwischen der ersten festen Scheibe 41 und der zweiten festen Scheibe 42 angeordnet ist, um die beiden zu trennen. Wie in 7 dargestellt, befindet sich der äußere Umfang der beiden drehenden Scheiben 44 zwischen der ersten festen Scheibe 41 und der zweiten festen Scheibe 42, und ist der innere Umfang der beiden drehenden Scheiben 44 an einem äußeren Flansch 122 der Drehwelle 12 mit mehreren Schrauben 46 befestigt, so dass zwei drehende Scheiben 44 mit der Drehwelle 12 gedreht werden können.
Der Bremsring 50 ist in der Aufnahmenut 31 des Gehäuses 30 vorwärts und rückwärts versetzbar angeordnet. Zwischen dem Bremsring 50 und dem Gehäuse 30 ist eine erste Kammer 54 gebildet, die mit dem ersten Strömungskanal 33 verbunden ist (wie in 8 dargestellt). Das vordere und das hintere Ende der ersten Kammer 54 werden von dem Gehäuse 30 bzw. dem Bremsring 50 umschlossen. Der Bremsring 50 ist neben der Scheibenanordnung 40 angeordnet und weist einen Bremsabschnitt 52 auf, der von einer Seite in Richtung der Scheibenanordnung 40 hervorsteht. Wenn sich der Bremsring 50 in der in 9 dargestellten Bremsstellung P1 befindet, drückt der Bremsring 50 mit dem Bremsabschnitt 52 auf die erste feste Scheibe 41, so dass die erste feste Scheibe 41 elastisch verformt wird und die drehenden Scheiben 44 zwischen der ersten festen Scheibe 41 und der zweiten festen Scheibe 42 eingeklemmt werden. Wenn sich der Bremsring 50, wie in 10 dargestellt, in einer Bremslösestellung P2 befindet, löst der Bremsabschnitt 52 des Bremsrings 50 die erste feste Scheibe 41, um die erste feste Scheibe 41 in ihren ursprünglichen Zustand zurückzubringen. Zu diesem Zeitpunkt können die drehenden Scheiben 44 der Drehwelle 12 folgen, um sich relativ zu der ersten festen Scheibe 41 und der zweiten festen Scheibe 42 zu drehen.
Der Druckverstärkungsring 60 ist in der Aufnahmenut 31 des Gehäuses 30 und angrenzend an den Bremsring 50 eingebaut. Der Druckverstärkungsring 60 weist einen ersten Flansch 61 und einen zweiten Flansch 62 auf, der an den ersten Flansch 61 angrenzt und auf einer Seite in Richtung des Bremsrings 50 hervorsteht. Wie in 7 dargestellt, liegt der Druckverstärkungsring 60 mit dem ersten Flansch 61 am Bremsring 50 an, so dass zwischen dem Druckverstärkungsring 60 und dem Bremsring 50 eine zweite Kammer 63 gebildet wird. Die Außenseite der zweiten Kammer 63 ist mit dem zweiten Strömungskanal 34 verbunden, und die Innenseite der zweiten Kammer 63 durch den ersten Flansch 61 verschlossen. Wie in 7 dargestellt, liegt der Druckverstärkungsring 60 mit dem zweiten Flansch 62 an einer inneren Ringfläche 51 des Bremsrings 50 an. In die innere Ringfläche 51 des Bremsrings 50 sind ein Dichtungsring 55 und ein an den Dichtungsring 55 angrenzender Stützring 56 eingelassen. Einerseits erhöht der Dichtungsring 55 den Dichtungseffekt zwischen den beiden, und andererseits hält der Stützring 56 den Bremsring 50 in einem guten Gleichgewicht, wenn dieser in Bewegung ist, um zu verhindern, dass der Bremsring 50 sich verdreht und die Bremswirkung beeinträchtigt wird.
Die elastische Einheit 70 ist in der Aufnahmenut 31 des Gehäuses 30 angeordnet und umfasst einen Sitz 71, mehrere elastische Elementen 73 (hier werden Druckfedern als Beispiel genommen) und mehrere Stifte 74. Der Sitz 71 ist im Gehäuse 30 und neben dem Druckverstärkungsring 60 befestigt. Der Druckverstärkungsring 60 weist an einer Seite, die dem Sitz 71 zugewandt ist, mehrere vertiefte Löcher 64 auf (wie in 7 dargestellt), und der Sitz 71 weist an einer Seite, die dem Druckverstärkungsring 60 zugewandt ist, mehrere versenkte Schraubenlöcher 72 auf (wie in 5 und 7 dargestellt). Die elastischen Elemente 73 sind zwischen den vertieften Löchern 64 und den versenkten Schraubenlöchern 72 in einer Eins-zu-Eins-Anordnung angeordnet. Ein Ende jedes der elastischen Elemente 73 liegt an dem Sitz 71 als Stütze an, wohingegen das andere Ende jedes der elastischen Elemente 73 an dem Druckverstärkungsring 60 anliegt, um eine elastische Kraft zu erzeugen, die den Druckverstärkungsring 60 ständig in Richtung des Bremsrings 50 drückt. Die Stifte 74 werden durch die elastischen Elemente 73 und auf die versenkten Schraubenlöcher 72 in einer eins-zu-eins Weise geschraubt, um eine Unterstützung für die elastischen Elemente 73 bereitzustellen.
Im Betrieb wird das zweite Verbindungsstück 18 verwendet, um das zweite Fluid 24 in den zweiten Strömungskanal 34 einzuspritzen, so dass das zweite Fluid 24, wie in 9 dargestellt, in die zweite Kammer 63 eintritt. Einerseits drückt das zweite Fluid 24 auf den Bremsring 50 und hält den Bremsring 50 in der in 9 gezeigten Bremsstellung P1. Andererseits drückt das zweite Fluid 24 auf den Druckverstärkungsring 60 und bewirkt, dass der Druckverstärkungsring 60 die elastischen Elemente 73 zusammendrückt. Da sich die zweite Kammer 63 in einem geschlossenen Zustand befindet und die durch das zweite Fluid 24 auf den Druckverstärkungsring 60 ausgeübte Kraft die entgegengesetzte Richtung zu der durch die elastischen Elemente 73 auf den Druckverstärkungsring 60 ausgeübten Kraft hat, wirkt die durch die Kompression der elastischen Elemente 73 erzeugte Energie gemäß dem Pascal'schen Prinzip durch das zweite Fluid 24 auf den Bremsring 50, so dass der Bremsring 50 einen doppelten Druckverstärkungseffekt erzielen kann. Das heißt, wenn das zweite Fluid 24 in die zweite Kammer 63 geleitet wird, ist Ft=F1+F2, wobei Ft die gesamte Bremskraft ist, die durch den Bremsring 50 bereitgestellt wird, F1 der Druck ist, der durch das zweite Fluid 24 auf den Bremsring 50 ausgeübt wird, und F2 die Energie ist, die erzeugt wird, wenn alle elastischen Elemente 73 zusammengedrückt werden. Wenn das zweite Fluid 24 eine größere Kraft auf den Druckverstärkungsring 60 ausübt, ist auch die durch die Kompression der elastischen Elemente 73 erzeugte Energie größer, so dass die Gesamtbremskraft, die der Bremsring 50 liefern kann, ebenfalls größer ist.
Umgekehrt, wenn die drehende Welle 12 normal arbeiten soll, wird zunächst der Durchfluss des zweiten Fluids 24 in die zweite Kammer 63 gestoppt, und dann das erste Verbindungsstück 16 verwendet, um das erste Fluid 22 in den ersten Strömungskanal 33 einzuspritzen, so dass das erste Fluid 22, wie in 10 gezeigt, in die erste Kammer 54 eintritt. Das erste Fluid 22 drückt auf den Bremsring 50, sodann wird der Bremsring 50 auf den Druckverstärkungsring 60 drücken. Da die elastischen Elemente 73 zu diesem Zeitpunkt immer noch eine Kraft auf den Druckverstärkungsring 60 ausüben, kann der Bremsring 50 in der in 10 gezeigten Bremslösestellung P2 gehalten werden, wenn die von dem ersten Fluid 22 auf den Bremsring 50 ausgeübte Kraft größer ist als die von den elastischen Elementen 73 auf den Druckverstärkungsring 60 ausgeübte Kraft. Zu diesem Zeitpunkt werden die drehenden Scheiben 44 nicht durch die erste feste Scheibe 41 und die zweite feste Scheibe 42 geklemmt, so dass die drehende Welle 12 normal betrieben werden kann. Wenn die Zufuhr des zweiten Fluids 24 aufgrund besonderer Umstände (wie z. B. unangekündigte Stromausfälle oder Rohrleitungsbrüche) ausfällt, verliert der Bremsring 50 zwar die durch das zweite Fluid 24 bereitgestellte Schubkraft, aber können die elastischen Elemente 73 über den Druckverstärkungsring 60 immer noch Kraft auf den Bremsring 50 ausüben, um den Bremsring 50 in der in 7 gezeigten Bremsstellung P1 zu halten, so dass die drehende Welle 12 einen sicheren Abschalteffekt erfährt.
Mit anderen Worten nutzt der Bremsring 50 unter normalen Umständen die Kraft des zweiten Fluids 24 und die Kraft, die erzeugt wird, wenn die elastischen Elemente 73 zusammengedrückt werden, um eine vollständige Bremskraft auf die drehenden Scheiben 44 auszuüben. Wenn die Zufuhr des zweiten Fluids 24 ausfällt, kann ein Teil der von den elastischen Elementen 73 bereitgestellten Bremskraft den Bremsring 50 immer noch in der in 7 gezeigten Bremsstellung P1 halten, wodurch die Wirkung einer normalerweise geschlossenen Bremse erzielt und die Betriebssicherheit verbessert wird.
Ein weiterer Punkt, der erwähnt sein soll, ist, dass, wie in 11 gezeigt, der Bremsabschnitt 52 des Bremsrings 50 eine Bremsfläche 53 zum Drücken gegen die erste feste Scheibe 41 aufweist. Die radiale Länge L der Bremsfläche 53 übersteigt nicht die Überlappungsfläche der ersten festen Scheibe 41, der zweiten festen Scheibe 42 und der drehenden Scheiben 44. Wenn die radiale Länge L der Bremsfläche 53 den vorgenannten Bereich überschreitet, kann sie nicht nur auf die drehenden Scheiben 44 drücken und diese beschädigen, sondern auch auf den Abstandsring 43 drücken und die Bremswirkung beeinträchtigen.
Wie in 12 dargestellt, liegt die Bremsfläche 53 an der Innenringfläche 51 an, und ist zwischen der Bremsfläche 53 und der Innenringfläche 51 ein erster eingeschlossener Winkel θ1 definiert, der weniger als 90 Grad beträgt. Wenn der erste eingeschlossene Winkel θ1 größer oder gleich 90 Grad ist, kann dies dazu führen, dass die erste feststehende Scheibe 41 von der Bremsfläche 53 nach unten gedrückt wird und sich in einen Zustand ähnlich einem S verformt, so dass die erste feststehende Scheibe 41 zwei Biegepunkte aufweist. Dieser Zustand gehört zu den Scherwirkungen, die es schwierig machen, den ursprünglichen Zustand wiederherzustellen, so dass der Betrieb der drehenden Scheiben 44 im Zustand des Lösens der Bremse leicht beeinträchtigt werden kann. Wenn der erste eingeschlossene Winkel θ1 weniger als 90 Grad beträgt, liegt der erste eingeschlossene Winkel θ1 nahe am Verformungswinkel der ersten feststehenden Scheibe 41, so dass die erste feststehende Scheibe 41 nur einen Biegepunkt aufweist, was die Auswirkungen der Scherkraft auf die Lebensdauer der ersten feststehenden Scheibe 41 wirksam verbessern kann. Darüber hinaus weist die erste feststehende Scheibe 41 einen Druckabschnitt 412 auf, der von der Bremsfläche 53 gedrückt wird. Es gibt einen zweiten eingeschlossenen Winkel θ2 zwischen dem Kompressionsabschnitt 412 der ersten festen Scheibe 41 und der inneren Ringfläche 51 des Bremsrings 50. Der zweite eingeschlossene Winkel θ2 ist kleiner als oder gleich dem ersten eingeschlossenen Winkel θ1. Mit der vorstehend erwähnten speziellen Winkelkonstruktion kann zum einen die beste Klemmwirkung erzielt werden, und zum anderen die erste feststehende Scheibe 41 reibungslos in ihren ursprünglichen Zustand zurückgeführt werden, wenn die Bremse gelöst wird, um die Lebensdauer der ersten feststehenden Scheibe 41 zu verlängern.
Zusammenfassend sei gesagt, dass das normalerweise geschlossene Scheibenklemmsystem 20 der vorliegenden Erfindung die Ausgestaltung der ersten Kammer 54 und der zweiten Kammer 63 mit dem Bremsring 50 und dem Druckverstärkungsring 60 verwendet, solange das erste Fluid 22 und das zweite Fluid 24 in die erste Kammer 54 bzw. die zweite Kammer 63 eingespritzt werden, sodass der Bremsring 50 gesteuert werden kann, um die Bremswirkung und die Bremslösewirkung auf die drehenden Scheiben 44 zu erzielen. Wenn das erste Fluid 22 nicht in die erste Kammer 54 eingespritzt wird und das zweite Fluid 24 nicht in die zweite Kammer 63 eingespritzt wird (oder die Zufuhr des zweiten Fluids 24 ausfällt), kann der Bremsring 50 mit einem Teil der Bremskraft, die von den elastischen Elementen 73 bereitgestellt wird, immer noch in der Bremsstellung P1 gehalten werden, um die Wirkung einer normalerweise geschlossenen Bremse zu erzielen, wodurch die Betriebssicherheit verbessert wird, so dass diese für schwere Schneidarbeiten und hohe Vorschübe geeignet ist.

Claims

Normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem (20), welches umfasst: ein Gehäuse (30) mit einer Aufnahmenut (31); eine Scheibenanordnung (40), die in der Aufnahmenut (31) des Gehäuses (30) angeordnet ist, wobei die Scheibenanordnung (40) eine erste feste Scheibe (41), eine zweite feste Scheibe (42) und eine drehende Scheibe (44) umfasst, wobei die drehende Scheibe (44) zwischen der ersten festen Scheibe (41) und der zweiten festen Scheibe (42) angeordnet ist; einen Bremsring (50), der beweglich in der Aufnahmenut (31) des Gehäuses (30) eingerichtet ist und mit dem Gehäuse (30) eine erste Kammer (54) bildet, wobei der Bremsring (50) einen Bremsabschnitt (52) aufweist, der gegen die erste feste Scheibe (41) drückt, wenn sich der Bremsring (50) in einer Bremsstellung (P1) befindet, so dass die drehende Scheibe (44) zwischen der ersten festen Scheibe (41) und der zweiten festen Scheibe (42) fixiert ist, und die erste feste Scheibe (41) freigibt, wenn sich der Bremsring (50) in einer Bremslösestellung (P2) befindet, so dass die drehende Scheibe (44) relativ zu der ersten festen Scheibe (41) und der zweiten festen Scheibe (42) drehbar ist, wobei der Bremsabschnitt (52) des Bremsrings (50) eine Bremsfläche (53) aufweist, wobei der Bremsring (50) die erste feststehende Scheibe (41) mit der Bremsfläche (53) des Bremsabschnitts (52) drückt, wenn sich der Bremsring (50) in der Bremsstellung (P1) befindet, wobei der Bremsring (50) ferner eine innere Ringfläche (51) angrenzend an die Bremsfläche (53) aufweist, wobei die Bremsfläche (53) und die innere Ringfläche (51) einen ersten eingeschlossenen Winkel (θ1) dazwischen definieren, wobei der erste eingeschlossene Winkel (θ1) kleiner als 90 Grad ist; einen Druckverstärkungsring (60), der in der Aufnahmenut (31) des Gehäuses (30) vorgesehen ist und teilweise an dem Bremsring (50) anliegt, so dass eine zweite Kammer (63) zwischen dem Druckverstärkungsring (60) und dem Bremsring (50) gebildet wird; und eine elastische Einheit (70), die in dem Druckverstärkungsring (60) eingerichtet ist, um den Druckverstärkungsring (60) in die Richtung des Bremsrings (50) zu drücken; wobei, wenn ein Fluid (22) nur der ersten Kammer (54) zugeführt wird, der Bremsring (50) durch die Wirkung des Fluids (22) in der Bremslösestellung (P2) gehalten wird; wenn nur der zweiten Kammer (63) zugeführt wird, der Bremsring (50) durch das Fluid (24) in der Bremsstellung (P1) gehalten wird und der Druckverstärkungsring (60) die elastische Einheit (70) durch die Wirkung des Fluids (24) zusammendrückt; wobei die Richtung der von dem Fluid (24) auf den Druckverstärkungsring (60) ausgeübten Kraft der Richtung der von der elastischen Einheit (70) auf den Druckverstärkungsring (60) ausgeübten Kraft entgegengesetzt ist; wobei, wenn der Eintritt des Fluids (22, 24) in die erste Kammer (54) und die zweite Kammer (63) gestoppt ist, der Druckverstärkungsring (60) den Bremsring (50) durch die von der elastischen Einheit (70) ausgeübte Kraft drückt, so dass der Bremsring (50) in der Bremsstellung (P1) gehalten wird.
Normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem (20) nach Anspruch 1, wobei der Bremsring (50) eine innere Ringfläche (51), in die ein Dichtungsring (55) eingebettet ist, und einen an den Dichtungsring (55) angrenzenden Stützring (56) umfasst; der Druckverstärkungsring (60) einen ersten Flansch (61) und einen zweiten Flansch (62) angrenzend an den ersten Flansch (61) auf einer dem Bremsring (50) zugewandten Seite aufweist, wobei der erste Flansch (61) an dem Bremsring (50) anliegt und der zweite Flansch (62) an dem Dichtungsring (55) und dem Stützring (56) anliegt.
Normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem (20) nach Anspruch 1, wobei der Bremsabschnitt (52) des Bremsrings (50) eine Bremsfläche (53) aufweist, wobei der Bremsring (50) die erste feststehende Scheibe (41) mit der Bremsfläche (53) des Bremsabschnitts (52) drückt, wenn der Bremsring (50) in der Bremsstellung (P1) angeordnet ist, wobei die radiale Länge (L) der Bremsfläche (53) innerhalb des Überlappungsbereichs der ersten feststehenden Scheibe (41), der zweiten feststehenden Scheibe (42) und der drehenden Scheibe (44) liegt.
Normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem (20) nach Anspruch 1, wobei die erste feste Scheibe (41) einen Kompressionsabschnitt (412) aufweist, wobei der Kompressionsabschnitt (412) der ersten festen Scheibe (41) mit der inneren Ringfläche (51) des Bremsrings (50) einen zweiten eingeschlossenen Winkel (θ2) dazwischen definiert, wobei der zweite eingeschlossene Winkel (θ2) kleiner als oder gleich dem ersten eingeschlossenen Winkel (θ1) ist; der Bremsring (50) den Kompressionsabschnitt (412) der ersten festen Scheibe (41) mit der Bremsfläche (53) des Bremsabschnitts (52) drückt, wenn sich der Bremsring (50) in der Bremsstellung (P1) befindet.
Normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem (20) nach Anspruch 1, wobei die elastische Einheit (70) einen Sitz (71) und mehrere elastische Elemente (73) umfasst, wobei der Sitz (71) in der Aufnahmenut (31) des Gehäuses (30) und angrenzend an den Druckverstärkungsring (60) angeordnet ist, wobei die elastischen Elemente (73) zwischen dem Druckverstärkungsring (60) und dem Sitz (71) angeordnet sind, um den Druckverstärkungsring (60) in Richtung des Bremsrings (50) zu drücken.
Drehtisch (10), welcher umfasst: ein normalerweise geschlossenes Scheibenklemmsystem (20) nach Anspruch 1; und eine drehbare Welle (12), die in der Aufnahmenut (31) des Gehäuses (30) drehbar angeordnet ist, wobei eine Außenumfangsfläche der drehbaren Welle (12) an der drehbaren Scheibe (44) befestigt ist, so dass die drehbare Welle (12) synchron mit der drehbaren Scheibe (44) betrieben werden kann.
Drehtisch (10) nach Anspruch 6, wobei der Bremsring (50) eine innere Ringfläche (51), in die ein Dichtungsring (55) eingebettet ist, und einen an den Dichtungsring (55) angrenzenden Stützring (56) aufweist; der Druckverstärkungsring (60) einen ersten Flansch (61) und einen zweiten Flansch (62) angrenzend an den ersten Flansch (61) auf einer dem Bremsring (50) zugewandten Seite desselben aufweist, wobei der erste Flansch (61) an dem Bremsring (50) anliegt und der zweite Flansch (62) an dem Dichtungsring (55) und dem Stützring (56) anliegt.
Drehtisch (10) nach Anspruch 6, wobei der Bremsabschnitt (52) des Bremsrings (50) eine Bremsfläche (53) aufweist, wobei der Bremsring (50) die erste feststehende Scheibe (41) mit der Bremsfläche (53) des Bremsabschnitts (52) drückt, wenn der Bremsring (50) in der Bremsstellung (P1) angeordnet ist, wobei die radiale Länge (L) der Bremsfläche (53) innerhalb des Überlappungsbereichs der ersten feststehenden Scheibe (41), der zweiten feststehenden Scheibe (42) und der drehenden Scheibe (44) liegt.
Drehtisch (10) nach Anspruch 6, wobei die erste feste Scheibe (41) einen Kompressionsabschnitt (412) aufweist, wobei der Kompressionsabschnitt (412) der ersten festen Scheibe (41) mit der inneren Ringfläche (51) des Bremsrings (50) einen zweiten eingeschlossenen Winkel (θ2) dazwischen definiert, wobei der zweite eingeschlossene Winkel (θ2) kleiner oder gleich dem ersten eingeschlossenen Winkel (θ1) ist; der Bremsring (50) den Kompressionsabschnitt (412) der ersten festen Scheibe (41) mit der Bremsfläche (53) des Bremsabschnitts (52) drückt, wenn sich der Bremsring (50) in der Bremsstellung (P1) befindet.
Drehtisch (10) nach Anspruch 6, wobei die elastische Einheit (70) einen Sitz (71) und mehrere elastische Elemente (73) umfasst, wobei der Sitz (71) in der Aufnahmenut (31) des Gehäuses (30) und angrenzend an den Druckverstärkungsring (60) angeordnet ist, wobei die elastischen Elemente (73) zwischen dem Druckverstärkungsring (60) und dem Sitz (71) angeordnet sind, um den Druckverstärkungsring (60) in Richtung des Bremsrings (50) zu drücken.