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Title:
BRAKING AND/OR CLAMPING DEVICE HAVING AN ACTUATION AND A SHAFT-COUPLING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/194040
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a braking and/or clamping device for a shaft guided in relation to a main body, comprising an actuation assembly and comprising a shaft-coupling assembly. The actuation assembly has two annular discs which are in close contact with one another in a common contact zone, and which each have an elastically deformable bending zone in regions outside of the contact zone. The annular discs each comprise jaw-type elements in two opposing clamping zones. A sealed pressure chamber lies between the annular discs. Parts of a shaft-coupling assembly project between the clamping zones, said parts producing the linking for the clamped or braked shaft. When the pressure in the pressure chamber is relieved, the frictional surfaces of the actuation assembly can be applied to the frictional surfaces of the shaft-coupling assembly, thereby producing the clamping and/or braking force. According to the invention, a braking and/or clamping device is developed which has a reduced structural width even with a large diameter, consists of few components and also functions in a simple, secure and maintenance-free manner.

Inventors:
ZIMMER, Martin (Mühlenstraße 6, Rheinau, 77866, DE)
ZIMMER, Günther (Im Salmenkopf 7, Rheinau, 77866, DE)
Application Number:
DE2017/000121
Publication Date:
November 16, 2017
Filing Date:
May 08, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ZIMMER, Martin (Mühlenstraße 6, Rheinau, 77866, DE)
ZIMMER, Günther (Im Salmenkopf 7, Rheinau, 77866, DE)
International Classes:
F16D55/224; F16D49/14; F16D49/16; F16D59/02; F16D65/16; F16D121/12; F16D121/16
Domestic Patent References:
WO2001034990A12001-05-17
Foreign References:
DE1112873B1961-08-17
US1948190A1934-02-20
DE3046156A11982-07-29
DE2720230A11978-01-05
DE102012023831A12014-06-12
DE20306924U12003-08-07
DE102008020518B42012-05-03
Attorney, Agent or Firm:
ZÜRN & THÄMER (Hermann-Köhl-Weg 8, -Gaggenau, 76571, DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Brems- und/oder Klemmvorrichtung für eine gegenüber einem Grundkörper (1) geführte Welle (5) mit einer Betätigungsbaugruppe (10) und mit einer Wellenanbindungsbaugruppe (60),

- wobei die Betätigungsbaugruppe (10) zwei Ringscheiben (11, 12) aufweist, die in einer gemeinsamen Kontaktzone (13) direkt oder über ein Zwischenelement (23) dicht aneinanderliegen und jeweils außerhalb der Kontaktzone (13) bereichsweise eine elastisch beulbare Biegezone (21) haben,

- wobei die Ringscheiben (11, 12) jeweils in zwei einander gegenüberliegenden Klemmzonen (26) jeweils Zangenbacken (27, 28) mit Reibflächen (31, 32) aufweisen, deren Flächennormalen (33) nach innen gerichtet sind,

- wobei zwischen den Ringscheiben (11, 12) ein abgedichteter

Druckraum (37) liegt, der zum elastischen Auseinanderdrücken der Reibflächen (31, 32) mit Druckmedium befüllbar ist,

- wobei die Wellenanbindungsbaugruppe (60) einen Kupplungsbe- reich (61) aufweist, der zwei voneinander beabstandete Reibflächen (71, 72) hat, deren Flächennormalen (73) nach außen weisen,

- wobei die Wellenanbindungsbaugruppe (60) einen Wellenanbin- dungsbereich (75) aufweist,

- wobei der Wellenanbindungsbereich (75) entweder direkt oder indirekt über einen Spannmechanismus (76) am Kupplungsbereich (61) angeordnet ist und

- wobei bei entlastetem Druckraum (37) die Reibflächen (31, 32) der Betätigungsbaugruppe (10) an den Reibflächen (71, 72) der

2. Brems- und oder Klemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (37) in Axialrichtung durch die Ringscheiben (11, 12) und in Radialrichtung durch mindestens einen Dichtring (50, 52) begrenzt ist.

3. Brems- und oder Klemmvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (50) ein Zweilippendichtring ist, dessen beiden Dichtlippen (51) in Richtung der Kontaktzone (13) orientiert sind.

4. Brems- und oder Klemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen (31, 32) der Zangenbacken (27, 28) eben sind.

5. Brems- und oder Klemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenanbindungsbaugruppe (80, 90, 100) einen Flanschkern (63) mit einem angeformten oder angebauten Klemmflansch (62) aufweist.

6. Brems- und oder Klemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenanbindungsbereich (75) der Wel- lenanbindungsbaugruppe (80, 90, 100) radial an der Welle (5) anliegt . lenanbindungsbaugruppe (80) zwei gegeneinander verspannbare Spannflansche (81, 82) aufweist.

8. Brems- und oder Klemmvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenanbindungsbereich (75) der Wellenanbindungsbaugruppe (90) zwei Ringkegelspannelemente (93, 94) aufweist, die gegen die einander gegenüberliegenden Konen (91) des Flanschkerns (63) verspannbar sind.

9. Brems- und oder Klemmvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenanbindungsbereich (75) der Wel- lenanbindungsbaugruppe (100) eine volumenverringerbare Ausnehmung (102) aufweist, in der ein Elastomerkörper (104) als

Verdrängerkörper eingeschlossen angeordnet ist.

Description:
Brems- und/oder Klemmvorrichtung mit einer Betätigvings- und einer ellenanbindungsbaugruppe

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung für eine gegenüber einem Grundkörper geführte Welle mit einer Betätigungsbaugruppe und mit einer Wellenanbindungsbaugruppe.

Aus der DE 10 2008 020 518 Cl ist eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung für Wellen bekannt, bei der um die Welle herum z.B. zehn auf Reibgehemme wirkende Schiebekeilgetriebe angeordnet sind. Die Schiebekeile werden mittels Pneumatikzylinder verstellt, um die einzelnen Bremsbacken gegen die Welle zu pressen. Diese Konstruktion hat einen hohen Bauraumbedarf und wirkt direkt auf die Welle.

Bestätigungskopiel Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine derartige Brems- und/oder Klemmvorrichtung zu entwickeln, die auch bei einem großen Durchmesser eine geringe Baubreite aufweist, aus wenigen Bauteilen besteht und zudem einfach, sicher und wartungsfrei funktioniert.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dabei weist die Betätigungsbaugruppe zwei Ringscheiben auf, die in einer gemeinsamen Kontaktzone direkt oder über ein Zwischenelement dicht aneinanderliegen und jeweils außerhalb der Kontaktzone bereichsweise eine elastisch beulbare Biegezone haben. Die Ringscheiben weisen jeweils in zwei einander gegenüberliegenden Klemmzonen jeweils Zangenbacken mit Reibflächen auf, deren Flächennormalen nach innen gerichtet sind. Zwischen den Ringscheiben liegt ein abgedichteter Druckraum, der zum elasti- sehen Auseinanderdrücken der Reibflächen mit Druckmedium be- füllbar ist. Die Wellenanbindungsbaugruppe weist einen Kupplungsbereich auf, der zwei voneinander beabstandete Reibflächen hat, deren Flächennormalen nach außen weisen. Die Wellenanbindungsbaugruppe weist einen Wellenanbindungsbereich auf. Der Wel- lenanbindungsbereich ist entweder direkt oder indirekt über einen Spannmechanismus am Kupplungsbereich angeordnet. Bei entlastetem Druckraum sind die Reibflächen der Betätigungsbaugruppe an den Reibflächen der Wellenanbindungsbaugruppe unter Bereitstellung der Klemm- und/oder Bremskraft anlegbar.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mindestens zweiteilige Brems- und/oder Klemmvorrichtung für Wellen. Das eine Teil wird als Adapter auf die Welle montiert und an dieser andere Teil ist eine Art von Zange, die an einem ortsfesten, z.B. die vorgenannte Welle lagernden Maschinenteil befestigt ist. Die Zange hat z.B. ringförmige Zangenbacken, mit denen sie die Stirnseiten des wellenseitigen Flansches lose umfassen oder drehfest umgreifen kann. Die die Welle bremsenden oder klemmenden Vorrichtungsteile liegen nicht auf der Außenwandung der Welle an, d.h. die Arbeitsfuge der Brems- und/oder Klemmvorrich- tung ist identisch mit der Wandung der Welle.

Die ringförmigen Zangenbacken der Vorrichtung lassen sich vereinfacht als zwei Tellerfedern beschreiben, deren beiden Innenränder einander zugewandt sind, während die im Durchmesser grö- ßeren Außenränder in Axialrichtung weit auseinanderliegen. Zwischen die Innenränder, die eine Klemmzone bilden, wird der

Klemmflansch eingelegt. Werden nun die Außenränder, die die Kontaktzone darstellen, in Axialrichtung aufeinander zubewegt, werden die im Durchmesser kleineren Innenränder den Klemmflansch zum Halten federgespannt zangenartig einklemmen. Die Tellerfedern werden bei der Montage der Vorrichtung so fixiert, dass sich der Abstand der Außenränder nicht mehr ändern lässt. Um nun den Klemmflansch wieder freizugeben, werden die Tellerfedern mit Öldruck auseinandergepresst . Die Innenränder lösen sich vom Klemmflansch. Die bisher zum Klemmen wenig vorgespannten Tellerfedern werden somit zum Lösen noch stärker gespannt bzw. verformt .

Alternativ lässt sich die Vorrichtung auch so gestalten, dass der Klemmflansch in der Bohrung eines rotierenden Ringes angebracht wird, während die ortsfest gelagerte Zange räumlich innerhalb des rotierenden Ringes dessen nach innen kragenden

Klemmflansch umgreift. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteran Sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mindestens einer schematisch dargestellten Aus führungs form.

Figur 1: perspektivische Ansicht einer Brems- und/oder

Klemmvorrichtung mit einer auf einem Doppelradialspannflansch basierenden Wellen-Naben-Verbindung;

Figur 2: Teillängsschnitt zu Figur 1 ;

Figur 3: Teillängsschnitt zu Figur 1, jedoch mit ungeradem

und/oder flexiblem Führungselement;

Figur 4: Teillängsschnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung mit Verdrängerspannhülse, vergrößert;

Figur 5: Teillängsschnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung mit Ringfederspannsatz, vergrößert;

Figur 6: Teillängsschnitt der Brems- und/oder Klemmvorrichtung durch die Grundkörperversehraubung;

Figur 7: Teillängsschnitt der Brems- und/oder Klemmvorrichtung durch die Ringscheibenverschraubung .

Die Figur 1 zeigt die Brems- und/oder Klemmvorrichtung ohne den tragenden maschinenseitigen Grundkörper (1) , vgl. Figur 2 oder 3, und ohne die abzubremsende und/oder festzuklemmende

Welle (5) . Die außenliegende Betätigungsbaugruppe (10) zeigt als Vorderseite (19) eine Einbaufuge, über die sie mittels der Befestigungsschrauben (59) am Grundkörper (1) angeschraubt wird. Die Betätigungsbaugruppe (10) umgibt eine Wellenanbindungsbau- gruppe (60) , die einen Klemmflansch (62) an der Welle (5) adaptiert. Die Betätigungsbaugruppe (10) hat zwei in einer Montagefuge (16) gefügte, bereichsweise elastische Ringscheiben (11, 12) , die zangenartig am Klemmflansch (62) anliegen. Die Ring- Umklammerung des Klemmflansches (62). Der Druckraum (37) hat ein Volumen, das kleiner ist als ein fünfundsiebzigstel des Hüllvolumens der Vorrichtung. Das Hüllvolumen, der in den Figuren dargestellten Variante, entspricht einem gegebenen Rohrvolumen, das als Rohrlänge die Vorrichtungsbreite, als Außenduchmesser den äußeren Vorrichtungsdurchmesser und als Innendurchmesser den Durchmesser der Welle (5) hat.

Die Betätigungsbaugruppe (10) weist zwei aneinander anliegende plattenartige Ringscheiben (11, 12) auf, die den z.B. schmal- spaltigen, ringförmigen Druckraum (37) umschließen. Jede Ringscheibe (11, 12) ist im unverformten Zustand eine ebene Scheibe mit einem Innendurchmesser von z.B. ca. 280 mm und einem Außendurchmesser von 388 mm. Die maximale Dicke der Scheibe liegt z.B. bei 11 mm. Die Ringscheibe (11, 12) ist aus einem Vergü- tungsstahl, z.B. 42CrMoS4, gefertigt. Sie ist in drei Bereiche (13, 21, 26) aufgeteilt, die in Radialrichtung aneinander anschließen. Ein innerer Bereich ist die Klemmzone (26) . An sie schließt sich eine Biegezone (21) an, die wiederum in einen äußeren Bereich, die Kontaktzone (13), mündet.

Die Kontaktzone (13) hat jeweils eine plane Stirnfläche (15), über die die Ringscheiben (11, 12) im montierten Zustand dicht aneinander liegen. Sie weist z.B. alle 5 Winkelgrade eine Bohrung auf, von denen nur zwei Zentrierbohrungen (44) und zwei weitere Zulaufgewindebohrungen (41) sind. Die restlichen Durchgangsbohrungen sind Bohrungen (45) mit einer Senkung nach

DIN 974-1 oder Gewindebohrungen (46) . Nach Figur 1 hat die vordere Ringscheibe (11) in der oberen Hälfte - mit Ausnahme der Zentrierbohrung (44) - nur die Bohrungen (45), während die un- weist. In der Summe halten 24 Befestigungsschrauben (59) die Vorrichtung am Grundkörper (1) .

Jeweils zwischen einer ersten und einer zweiten Befestigungsschraube (59) ist eine Gehäuseschraube (57) positioniert. Zwischen der zweiten und einer dritten Befestigungsschraube (59) sind drei Gehäuseschrauben (57) angeordnet. Ab der dritten Be- festigungsschraube (59) wiederholt sich das Versehraubungsmus- ter .

Die nach Figur 1 hinten gelegene Ringscheibe (12) ist gegenüber der vorderen Ringscheibe (11) um die in der Montagefuge (16) liegende fiktive Achse (8) um 180 Winkelgrade geschwenkt und dann zusätzlich um die Mittellinie (9) nochmals um

180 Winkelgrade gedreht. Durch die vorliegende Anordnung der Bohrungen (41, 44, 45, 46) können beide Ringscheiben (11, 12) baugleich ausgeführt sein.

In der Innenwandung (15) der Ringscheibe (12) ist in der Kontaktzone (13), vgl. Figur 6, eine umlaufende Verteilhalbnut (18) angeordnet, die zusammen mit der Verteilhalbnut (17) der anderen Ringscheibe (11) die Verteilnut bildet. In der Verteilnut (17, 18») liegt ein O-Ring (52). In Radialrichtung außerhalb der

Verteilnut (17, 18) befindet sich die hydraulikölfreie Montagefuge (16) . Radial innerhalb der Verteilnut (17, 18) liegt der spaltförmige Druckraum (37) . Er wird radial nach außen durch den O-Ring (52) begrenzt. Zur Mittellinie (9) hin wird der Druck- räum (37) durch eine Doppellippendichtung (50) abgeschlossen. Die Doppellippendichtung (50) sitzt in einem - im Querschnitt zumindest annähernd rechteckigen - Ringkanal, der pro Ringscheibe (11, 12) durch einen Halbringkanal (35, 36) gebildet Die Doppellippendichtung (50), sie ist z.B. aus einem Polyure- than mit einer Shore D-Härte von 57 gefertigt, hat zwei radial nach außen orientierte Dichtlippen (51) , die sich jeweils am Nutgrund der Halbringkanäle (35) und (36) aufgrund der eigenen Elastizität oder zusätzlich durch den im Druckraum (37) anstehenden Innendruck anlegen. Nach den Figuren 5 und 6 weist die Doppellippendichtung (50) an ihrer zur Mittellinie (9) hin orientierten Flanke einen metallischen Versteifungsring (58) auf. Letzterer soll verhindern, dass sich Teile der Dichtung (50) - zumal wenn sie beispielsweise eine Härte unter 50 Shore D hat - dauerhaft in den zwischen den Ringscheiben (11, 12) gelegenen Spalt (37) in der Klemmzone (26) festsetzen. Der Versteifungsring (58) ist entweder lose in den Ringkanal (35, 36) eingelegt oder er ist stoffschlüssig mit dem Dichtring (50) verbunden, z.B. durch Verkleben oder durch Vulkanisieren. Die jeweilige Verteilhalbnut (17, 18) befindet sich bei öldruckbelasteten Ringscheiben (11, 12) im Randbereich des größten Biegemoments. Um die durch die z.B. 1,2 mm tiefe Verteilhalbnut (17, 18) entstehende Kerbspannung so niedrig wie möglich zu halten, hat der Querschnitt der Verteilhalbnut (17, 18) zur Mon- tagefuge (16) hin einen Radius von 2 mm. Zum Spaltraum (37) hin misst der Radius 1,25 mm.

In der Variante nach Figur 7 ist zwischen den beiden Ringscheiben (11, 12) als Zwischenelement eine Distanzscheibe (23) ange- ordnet. An der Distanzscheibe (23) legt sich beispielsweise ein zweiter Dichtring (50) an, dessen Dichtlippen in Richtung des ersten - in Figur 7 unten liegenden - Dichtrings (50) orientiert sind. mindestens jeweils zwei einander koaxial gegenüberliegende Zulaufgewindebohrungen (41). Die hier verwendeten M5-Gewinde neh- men nach Figur 3 jeweils einen Verschlussstopfen (55) und einen Hydraulikadapter (56) auf. Jede Zulaufgewindebohrung (41) schneidet eine radiale Verteilbohrung (42). Nach außen hin sind diese Verteilbohrungen (42) jeweils durch eine Klemmbüchse (53) verschlossen. In die Bohrung der Klemmbüchse (53) ist jeweils eine Stauchkugel (54) eingestemmt, die die Klemmbüchse (53) in der einzelnen radialen Verteilbohrung (42) zumindest öldicht dauerhaft fixiert. Jede radiale Verteilbohrung (42) trifft z.B. senkrecht auf eine axiale Verteilbohrung (43), die in den Druckraum (37) mündet. Die Verteilbohrungen (43, 44) haben hier einen Durchmesser von 2,5 mm. Das über den Hydraulikadapter (56) einströmende Hydrauliköl, z.B. ein Öl vom Typ HLP 46 nach

DIN 51524, Teil 2, das bei 40° Celsius eine Viskosität von

46 ± 2 mm 2 /s aufweist, verteilt sich u.a. über die Verteilnut (17, 18) schnell im Druckraum (37) .

Die Klemmzone (26), die zu der jeweiligen Wellenanbindungsbau- gruppe (60) hin orientiert ist, weist die umlaufenden Zangenbacken (27, 28) auf. Zur Montagefuge (16) hin hat die Ringscheibe (11, 12) eine Eindrehung (29), wodurch die beispielsweise plane Reibfläche (31, 32) an den Zangenbacken (27, 28) entsteht. Im Ausführungsbeispiel hat die einzelne Reibfläche (31, 32) bei einem mittleren Radius von 142,3 mm eine Tiefe von 3 mm. Die Backenbreite des einzelnen Zangenbackens (27, 28) beträgt hier z.B. 4,2 mm. In der Klemmzone (26) beträgt die maximale Breite der Reibfläche (31, 32) z.B. 6 mm. Die Reibflächen (31, 32) haben nach innen gerichtete Flächennormalen (33). Letztere zeigen nach Figur 6 in Richtung einer Ebene, in der auch die Montageebene (16) liegt. die Gestalt eines Kegelstumpfmantels oder eines Teilbereiches eines Torus haben.

Zwischen der Klemmzone (26) und der Kontaktzone (13) liegt die elastische Biegezone (21) . Ihre Wandstärke sinkt mit abnehmendem Vorrichtungsradius von z.B. 11 mm auf 6 mm. Die Formsteifigkeit der Ringscheibe (11, 12) nimmt somit in Richtung Klemmzone (26) nahezu stetig ab. Die Übergänge zwischen den Zonen (26) und (21) sowie den Zonen (21) und (13) sind mit großen Radien ausgerundet. Die beiden Radien liegen in der Größenordnung der doppelten maximalen Wandstärke der einzelnen Ringscheibe (11, 12) . Die Biegezone (21) ist gegenüber der Kontaktzone (13) - im Bereich der außenliegenden Stirnwandung (14) - um 0 , 2 mm gegenüber Einbaufuge zurückgenommen, um die Verformung der Biegezone (21) nicht in die zwischen dem Grundkörper (1) und der Ringscheibe (11) gelegenen Einbaufuge einzutragen.

Die Zangenbacken (27, 28) der Betätigungsbaugruppe (10) liegen bei geklemmter Brems- und/oder Klemmvorrichtung an einem Klemmflansch (62) des Kupplungsbereiches (61) einer Wellenanbindungs- baugruppe (60) an .

In den Figuren 1 und 3 bis 5 sind vier verschiedene Wellenanbin- dungsbaugruppen (80, 90, 100, 110) dargestellt. Die Figur 3 zeigt als Wellenanbindungsbaugruppe eine Anbindungsbaugruppe mit Axialmontageflansch (110) . Bei dieser Variante besteht der Kupp- lungsbereich (61) aus einem Flanschkern (63), einem ringförmigen Körper, der radial außen den z.B. zentral angeformten Klemmflansch (62) trägt. Der z.B. 4 , 4 mm breite Klemmflansch (62) steht als umlaufender Steg vom Flanschkern (63) radial um z.B. 4 mm ab. Seine Stirnflächen bilden z.B. ebene Reibflächen (71, chen (71, 72) haben nach außen gerichtete Flächennormalen (73).

Alternativ können die Reibflächen (31, 32) oder die Reibflächen (71, 72) eine Oberflächenstruktur aufweisen. Beispielsweise entsteht diese durch Sandstrahlen oder durch eine Diamant- oder Saphirbeschichtung. Derartige Beschichtungen weisen eine

Schichtstärke von z.B. 0,038 mm auf. Die durchschnittliche Korngröße des Beschichtungsgrundmaterials liegt bei dieser Schichtstärke bei 30 um.

Der Klemmflansch (62) geht in den Flanschkern (63) beidseitig über Entlastungskerben (65) über, vgl. Figur 7. Die Entlastungskerben (65) sind 2 , 8 mm breit, 0,65 mm tief und weisen beidseitig jeweils 1 mm-Radien auf.

Der Flanschkern (63) hat zur Ausbildung eines Axialmontageflan- sches (111) eine zentrale Stufenbohrung (112), die eine radiale Sitzfläche (113) und flanschbundseitig eine plane Bundfläche (114) trägt. Im Bereich des Axialmontageflansches (111) befinden sich mehrere zur Mittellinie (9) parallele Bohrungen (115) mit ZylinderSenkungen . In diesen Bohrungen (115) sit- zen Schrauben (119), über die die Anbindungsbaugruppe (110) direkt mit der Welle (5) an deren Wellenbund (6) verschraubt ist.

Der Klemmflansch (62) kann ggf. auch Quernuten aufweisen, die bis an den Flanschgrund (64) reichen. Auf diese Weise stehen, anstatt eines vollständig umlaufenden Klemmflansches (62), mehrere oder viele Klemmstege vom Flanschkern (63) radial ab, um zwischen die Zangenbacken (27, 28) hineinzuragen. Die Klemmstege können dabei - zur Beeinflussung des Vorrichtungsgeräusches - Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Wellenanbindungsbaugruppe (80) mit einem Doppelradialspannflansch. Hier hat der Flanschkern (63) eine zentrale, zylindrische Bohrung (66), in die hier mittig eine Nut (85) eingearbeitet ist, die z.B. einen rechteckigen Querschnitt hat. So entstehen zur Herstellung eines Spannmechanismus (76) im Wellenanbindungsbereich (75) zwei

Spannflansche (81, 82). Die Nutbreite beträgt z.B. 7 mm bei einer Nuttiefe von z.B. 7,35 mm. Die Nut (85) hat zwei Ausrundungsradien von 1,5 mm. Zwischen der einzelnen Entlastungskerbe (65) und der nächstgelegenen Nutausrundung liegt ein Ma- terialsteg (86) von 1,5 bis 2 mm. Der Flanschkern (63) ist im

Bereich der Spannflansche (81, 82) so durchbohrt, dass sich nach Figur 2 rechts neben der Nut (85) paarweise viele Bohrungen (87) mit Kegelsenkung und links neben der Nut (85) entsprechend viele Gewindebohrungen (88), z.B. 4, befinden. Im Ausführungsbeispiel sind 48 Schrauben (89) eingeschraubt.

Ggf. ist die Spannfläche (66), deren Innendurchmesser hier z.B. 260 mm beträgt, mit einer Diamant- oder Saphirbeschichtung ausgestattet, vgl. ggf. vorhandene Beschichtung der Reibflä- chen (31, 32) oder (71, 72) . Anstelle der festhaftenden Beschichtung, kann auch in die Montagefuge zwischen der Spannfläche (66) und der Wellenoberfläche eine Diamantpaste zum Verbessern der Haftung eingebracht werden. Alternativ kann die Spannfläche (66) und/oder die Wellenoberfläche im Sitzbereich des Flanschkerns (63) über eine Reibstruktur verfügen, die z.B.

aufgelasert wird.

Werden nach dem Aufschieben der Vorrichtung auf die Welle (5) an den vorgesehenen Einbauplatz die Schrauben (89) festgeschraubt, der Materialstege (86) des Flanschkerns (63) die Spannflan ¬ sche (81, 82) über die Tragkanten (83), vgl. Figur 6, primär un- ter radialer Verspannung fest an.

Eine alternative Wellenanbindungsbaugruppe (60) ist in Figur 4 dargestellt. Sie zeigt eine Anbindungsbaugruppe (100) mit

Verdrängerspannhülse . Hier weist der Kernflansch (63) als Wel- lenanbindungsbereich (75) eine umlaufende Stirnnut (102) auf, die nach Figur 4 von der rechten Stirnseite aus in den Flanschkern (63) eingearbeitet ist. In die außenliegende Wandung der Stirnnut (102) ist z.B. 7 mm tief ein Feingewinde (103) einge- schnitten. Zur Welle (5) bzw. zur Bohrung (66) hin bleibt eine elastische, z.B. 1,4 mm dicke, Klemmhülsenwandung (101) der Verdrängerspannhülse stehen.

In die Stirnnut (102) ist als Verdrängerkörper ein ringförmiger Elastomerkörper (104) eingesetzt. Seine Breite überdeckt 55 bis 70% der Flanschkernbreite. Seine Wandstärke misst z.B. 5 mm. Zur Herstellung eines klemmenden Spannmechanismus (76) wird bei der Montage der Anbindungsbaugruppe (100) auf die Welle (5) in das Innengewinde (103) ein Gewindering (105), z.B. mittels Haken- Schlüssel, eingeschraubt. Der Elastomerkörper (104) wird so verdichtet, dass sich die Klemmhülsenwandung (101) verdrehfest an der Welle (5) anschmiegt.

Der Elastomerkörper (104) ist beispielweise aus dem Acrylnitril- Butadien-Kautschuk NBR hergestellt. Seine Härte in Shore A liegt zwischen 64 und 68.

Die Figur 5 zeigt einen Teilschnitt einer Wellenanbindungsbaugruppe (90) mit einer SchrumpfScheibenverbindung . Hier ist der zentralen Klemmflansch (62) weist er als radiale Außenwandung zwei Kegelstumpfmäntel (91) auf. Der zentrale Klemmflansch (62) ragt hier ca. 11,5 mm in Radialrichtung über die Kegelstum fmäntel (91) über.

Auf diesen Kegelstumpfmänteln (91) sitzen beidseitig die Ringkegelspannelemente (93, 94) auf, um zusammen mit dem Flansch- kern (63) eine als Spannmechanismus dienende Schrumpfscheibe zu bilden. Die Ringkegelspannelemente (93, 94) sind Ringe, deren zentrale Ausnehmung (92) konisch passend zu den Kegelstumpfmän- teln (91) gestaltet ist. Der Konuswinkel beträgt z.B. 5 Winkelgrade. Um Platz für die Zangenbacken (27, 28) der Betäti- gungsbaugruppe (10) zu lassen, sind die Ringkegelspannelemente (93, 94) jeweils an den Stirnseiten, die zum Klemmflansch (62) hin orientiert sind, mit z.B. an der engsten Stelle ca. 4,3 mm breiten und 10 mm tiefen Eindrehungen (97) versehen. Die Breite der Eindrehungen (97) vergrößert sich mit zunehmendem Radius stetig.

Beide Ringkegelspannelemente (93, 94) tragen koaxiale Bohrungen (95, 96) für die Schrauben (99), mit denen die Ringkegelspannelemente (93, 94) unter axialer und radialer Verspannung gegen den dünnwandigen Flanschkern (63) gepresst werden. Das nach Figur 5 linke Ringkegelspannelement (93) weist dazu eine Gewindebohrung (96) auf, während das rechte Ringkegelspannelement (94) mit einer Bohrung (95) mit ZylinderSenkung versehen ist. Die Schrumpfscheibe hat z.B. 24 Schrauben (99). Alle

Schrauben durchqueren auch den Klemmflansch (62) zwischen den Reibflächen (31, 32) und dem Flanschkern (63), der zu den Bohrungen (95, 96) eine konzentrische Bohrung (98) aufweist. bination mit der gewählten Wellenanbindungsbaugruppe (80, 90, 100, 110). Dabei sitzt die jeweilige Wellenanbindungsbaugrup- pe (80, 90, 100, 110) koaxial in der Betätigungsbaugruppe (10) . Für die Montage in der die Vorrichtung aufnehmenden Maschine wird die Wellenanbindungsbaugruppe (80, 90, 100) auf die

Welle (5) geschoben und dort direkt an der Anbaufläche (3) des Grundkörpers (1) anstehend - in der Regel lösbar - befestigt. Abschließend werden die Befestigungsschrauben (59) in die entsprechenden grundkörperseitigen Bohrungen eingesetzt und dort verschraubt .

Steht im Druckraum (37) kein Hydraulikölbetriebsdruck an, so ist die Welle (5) gegenüber dem Grundkörper (1) festgeklemmt. Der Druckraum (37) weist keinen nennenswerten Öldruck auf, da der Ölzulauf über ein nicht dargestelltes Ventil in den Öltank entlastet ist. Die Ringscheiben (11, 12) liegen vorgespannt über ihre Zangenbacken (27, 28) am Klemmflansch (62) an, vgl. Figur 2. Die Vorspannung ergibt sich aus der Federrate der vorgebeulten Ringscheiben (11, 12). Die Höhe der Federrate ist eine Funktion der ringscheibenseitigen Werkstoffauswahl und der Geometrie der Biegezone (21) . Das erzeugte Brems- bzw. Haltemoment liegt bei 3000 ± 200 Nrn.

Die Ringscheiben (11, 12) befänden sich nur dann im vollständig entspannten Zustand, wenn kein Klemmflansch (62) zwischen den Zangenbacken (27, 28) läge. Dann wäre im Ausführungsbeispiel der Druckraum (37) ein Spaltraum mit konstanter Spaltbreite.

Um die Brems- und/oder Klemmvorrichtung zu lösen, wird über den Hydraulikadapter (56), vgl. Figur 3, der Drucköldruck im Druckraum (37) auf z.B. 100 bis 150 *10 5 Pa erhöht. Vom Hydraulikadap- ben (11, 12) beulen in den elastischen Biegezonen (21), vgl. Figur 3. Dabei wandert jede Klemmzone (26) gegenüber der ortsfest bleibenden Kontaktzone (13) im Wesentlichen in Axialrichtung nach außen. Die Zangenbacken (27, 28) heben in Richtung der Pfeile (47) vom Klemmflansch (62) ab. Die betätigungsbaugruppen- seitigen Reibflächen (31, 32) entfernen sich von den wellenan- bindungsbaugruppenseitigen Reibflächen (71, 72), so dass zwi- sehen der Welle (5) und dem Grundkörper (1) kein Kontakt mehr besteht. Das Lüftspiel pro Reibflächenpaarung (31) zu (71) und (32) zu (72), also der Abstand zwischen den zuvor sich kontaktierenden Reibflächen, beträgt nun zwischen 0,3 und 0,5 mm. Die Vorrichtung ist auf 5 bis 10 Millionen Öffnungs- bzw. Schließ- zyklen ausgelegt.

1 Grundkörper

2 Zentrierung, Außenzentrierung

3 Anbaufläche von (1)

5 Welle

6 Wellenbund

8 fiktive Achse, vertikal

9 Mittellinie der Vorrichtung

10 Betätigungsbaugruppe

11, 12 Ringscheiben, beulbare Platten

13 Kontaktzone

14 Außenwandung, Stirnwandung

15 Innenwandung, Stirnfläche

16 Montagefuge

17, 18 Verteilhalbnut; montiert: Verteilnut

19 Vorderseite

21 Biegezone, beulbar, elastisch

23 Zwischenelement, Distanzscheibe

26 Klemmzone

27, 28 Zangenbacken

29 Eindrehung

31, 32 Reibflächen

33 Flächennormalen

35, 36 Halbringkanal; montiert: Ringkanal

37 Druckraum, Spaltraum, Spalt

41 Zulaufgewindebohrungen

42 Verteilbohrung, radial

43 Verteilbohrung, axial

44 Zentrierbohrungen, Durchgangsbohrungen

45 Bohrungen mit Senkungen, Durchgangsbohrungen 47 Pfeile, Bewegungsrichtung

48 Hydraulikölzulauf

50 Doppellippendichtung, Dichtring

51 Dichtlippen

52 O-Ring

53 Klemmbüchse

54 Stauchkugel

55 Verschlussstopfen

56 Hydraulikadapter

57 Gehäuseschrauben für (11) und {12]

58 Versteifungsring für (50)

59 Befestigungsschrauben

60 Wellenanbindungsbaugruppe

61 Kupplungsbereich

62 Klemmflansch, zentral

63 Flanschkern

64 Flanschgrund

65 Entlastungskerben

66 Bohrung, zentral; Spannfläche

71, 72 Reibflächen

73 Flächennormalen

75 Wellenanbindungsbereich

76 Spannmechanismus

80 Wellenanbindungsbaugruppe mit Doppelradialspannflansch

81, 82 Spannflansch, links, rechts; radial

83 Tragkanten

85 Nut Gewindebohrung

Schraube, Zylinderkopfschraube

Wellenanbindungsbaugruppe mit Schrumpfscheiben- verbindung

Kegelstumpfmäntel, Außenwandungen, radial; Konen

Ausnehmung, zentral

Ringkegelspannelemente

Bohrung mit Senkung

Gewindebohrung

Eindrehung

Bohrung in (62)

Schrauben

Wellenanbindungsbaugruppe mit Verdrängerspannhüls*

K1emmhü1senwandung

Stirnnut, Ausnehmung für (104)

Innengewinde , Feingewinde

Elastomerkörper, Gummikörper, Verdrängerkörper Gewindering

Wellenanbindungsbaugruppe mit Axialmontageflansch

Axialmontageflansch

Stufenbohrung

Sitzfläche, radial

Bundfläche, plan

Bohrungen

Schrauben