借助外能操纵的线性制动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分的通过输送压缩空气或液压油形式的外能而脱开的线性制动器，其用于安装在平行于导轨可移动的滑块上。在此设定，线性制动器的壳体至少部分地包围导轨并且在线性制动器的壳体中设置一个或多个与能量储存器配合作用的并且通过输送外能可操纵的执行器元件，所述执行器元件引起或取消线性制动器在导轨上的夹紧作用。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知用于商业通用的导轨的制动器，如DE 101 27 664 Cl对其公开的那样。在这里说明，通过借助弹簧元件预张紧的叉形构成的衔铁，两个侧向于导轨设置的并且对置的楔元件横向于导轨的运动方向向导轨挤压并且由此将夹紧力施加到导轨上。
[0003]为了取消夹紧设置电磁铁布置结构，所述电磁铁布置结构克服弹簧元件的力吸引衔铁并且因此取消楔元件和导轨之间的夹紧。
[0004]在所述制动器中不利的是其小的功率密度，S卩，制动器每体积单位可取得的小的夹紧力，其原因在于通过电磁铁布置结构的操纵方式所述电磁铁布置结构具有相对于衔铁可实现的小的力。
[0005]用于导轨的另一种制动器由DE 10 2006 062 295 B4已知。其示出用于安装在平行于导轨可运动的滑块上的夹紧装置，其中在导轨上的夹紧主动地通过借助外能输送驱动的夹紧元件进行，其中垂直于滑块或制动器的运动方向可运动的叉形的夹紧元件直接通过其棱柱状构成的对称的内部几何结构与导轨的表面处于接触。
[0006]在该在先已知的结构中不利的是如下事实，即，夹紧作用仅在存在外部的能源输送时被保持并且夹紧作用在能量不足时失效。
[0007]此外在在制动器中可运动的叉形的夹紧元件和导轨之间的直接的接触导致在夹紧元件和导轨之间的接触面上的高的磨损以及导致到制动器上的反作用力，所述反作用力对与制动器连接的滑块在导轨上的引导产生负担。
[0008]此外已知按照DE 10 2006 019 410 Al的包括局部地楔形的操纵活塞的制动和/或夹紧装置，其中所述夹紧装置是在轨道上引导的滑块的部分并且具有两个在轨道的两侧可压紧的摩擦蹄片，所述摩擦蹄片由弹簧预紧和操纵活塞的楔形的区段挤压到夹紧位置中，而对操纵活塞的压缩空气/液压油加载相反于弹簧预紧导致制动器的脱开。在该实施形式中不利的尤其是操纵活塞的基本上矩形的设计，这考虑到制动和/或夹紧装置的壳体刚性导致制造技术的困难和强度或稳定性问题。
[0009]为了产生夹紧力，在按照DE 10 2006 019 410 Al的夹紧装置中利用弹性实施的壳体，所述壳体在制动器打开时通过对制动器以压力介质加载弹性弯曲打开。在这里限定的壳体刚性不利地作用于可由制动器实现的夹紧力。缺点此外是壳体的小的弹性的弹簧行程。
【发明内容】
[0010]因而本发明的任务是，相对于现有技术提出技术上的改善，其在尽可能小的结构尺寸的情况下能够实现壳体稳定性和在导轨上可实现的制动力的提高并且这样构成，使得夹紧力通过集成到制动器中的、然而与制动器壳体独立的能量储存器产生并且通过输送压缩空气或液压压力油形式的外能取消(失效保护原理)。在此摩擦蹄片的摩擦面应该在没有外部的反作用力的情况下垂直于导向杆的摩擦面运动并且此外很大程度上是无磨损和不需维修的。
[0011]按照本发明，该任务利用独立权利要求的特征解决。
[0012]制动器装备至少部分地包围导轨的壳体，能量储存器处于所述壳体中，所述能量储存器对一个或多个叉形包围导轨的活塞元件横向于制动器的运动方向以力加载，其中，活塞元件通过适合地确定尺寸的斜面将两个在导轨两侧设置的并且对置的楔元件向导轨的两侧的制动面挤压并且借此将制动器夹紧在导轨上。
[0013]在这里所述的按照本发明的装置中，作为用于关闭制动器的能量储存器设置由盘形弹簧形成的弹簧叶片组并且制动器的打开通过经由压缩空气或液压压力油操纵的活塞/气缸装置进行，所述活塞/气缸装置的力克服弹簧叶片组的力作用。通过有力的弹簧元件和具有高的功率密度的活塞/气缸装置的该组合，在这里所述的按照本发明的线性制动器能在小的结构尺寸情况下实现非常高的夹紧力。为了传递所述高的夹紧力，制动器壳体的高刚度是必需的，通过活塞/气缸装置的环形构造有利于这一点。
[0014]作为能量储存器，代替盘形弹簧也可设想任何其他类型的机械的弹簧元件、压力介质加载的活塞/气缸装置或压力介质加载的膜片式存储器并且制动器的打开可以备选地也通过电的、机电的或压电的执行器进行。
[0015]为了提高力传递的效率以及为了进一步提高夹紧力，在叉形的活塞的倾斜面和制动爪之间设置滚动元件，然而在这里也可设想具有适合的滑动材料的滑动副。
[0016]为了进一步提高可实现的夹紧力，可以将多个所述夹紧装置在制动器壳体中沿导轨的运动方向成列相继地设置并且共同操纵。
[0017]此外按照本发明的制动器除用于线性导向装置的用途之外只要提供相配的制动面也适合用于夹紧旋转的构件。
【附图说明】
[0018]按照本发明的制动器的设计和工作原理的其他有利的细节由本发明的从属权利要求以及由对接着所述附图的说明得出。
[0019]在此示出:
[0020]图1是制动器的外观的空间示图；
[0021]图2是按照本发明的制动单元的横截面；
[0022]图3是图2的横截面的细节A的详细视图，包括夹紧区域的放大图；
[0023]图4是图2的横截面的细节B的详细视图，包括活塞/气缸装置的放大图；
[0024]图5是线性制动器的构造的纵剖面，包括两个按照本发明的相继地成列设置的制动单元。
[0025]图6A、6B是制动活塞从斜下或斜上看的两个透视图。
【具体实施方式】
[0026]图1示出按照本发明的借助外能操纵的线性制动器(LBR)的透视外侧观图，其包括制动器壳体(I)，所述制动器壳体部分地包围同样示出的导轨(F)。为了输送压缩空气或液压油形式的外能，示出的线性制动器(LBR)在制动器壳体(I)上具有用于连接到外部的压力介质源上的连接孔(A)。
[0027]图2示出按照本发明的线性制动器(LBR)横向于线性制动器(LBR)在导轨(F)上的运动方向的横截面。在所有图中制动活塞(3)在其上面的终端位置中示出。在此，活塞环(8)贴靠在壳体盖(1.2)的内侧上并且制动器打开。
[0028]在三部分式构造的并且由部件壳体基体(1.1)、壳体盖(1.2)和壳体底部(1.3)组成的、很大程度上对称的制动器壳体(I)中，首先设置有由弹簧元件(2)构成的能量储存器，所述能量储存器的力一方面支承在壳体盖(1.2)上并且所述能量储存器的力另一方面将通过总体上圆柱形的活塞轴(3.1)在壳体孔(1.4)中引导的、叉形包围导轨(F)的制动活塞(3)朝向着导轨(F)的方向挤压。制动活塞(3)的叉形构造的活塞端部(3.6)特别明显地在图6A和6B中可看出。
[0029]通过两个对称设置的径向内部在两个活塞端部(3.6)上设置的活塞斜面(3.2)，弹簧元件(2)的力被加强并且以90°径向向内换向。这因此通过直线滚动支承件(4)、传递楔(5)、传递板材(6)和在导轨(F)的两个彼此对置的摩擦面(R)上的夹紧爪(7)引起线性制动器(LBR)在导轨(F)上的夹紧。
[0030]为了打开线性制动器(LBR)，连接孔(A)通过未进一步示出的压力介质供应装置以压缩空气或液压油形式的压力介质加载，从而在与制动活塞(3)连接的活塞环(8)和在活塞空间的对置的端面上设置的嵌入环(9)之间的在径向处在圆柱形的制动活塞(3)外面的、环形包围制动活塞的活塞空间(3.5)中形成流体静力的压力，所述流体静力的压力使制动活塞(3)克服弹簧元件(2)的力离开导轨(F)地卸载并且因此取消线性制动器(LBR)和导轨(F)的摩擦面(R)之间的夹紧。
[0031]在对图2的解释中示出的方法过程原则上说明了所谓的静止制动器的工作原理，这表示，线性制动器(LBR)在没有外能输送的情况下被制动并且通过外能的输送、在本情况中通过流体静力的压力的输送才被打开。由此考虑所谓的失效保护原则，这表示，在输送的、在这里流体静力的压力形式的外能失效时，线性制动器(LBR)保持被制动并且于是不会发生线性制动器(LBR)和导轨(F)之间的未加控制的运动。
[0032]借助以细节A示出图2的一部分的图3，再次阐明在线性制动器(LBR)和导轨(F)之间的夹紧力的传递。弹簧元件(2)形式的能量储存器的力(在活塞空间(3.5)压力解除时)将借助两个活塞端部(3.6)叉形包围导轨(F)的制动活塞(3)朝导轨(F)的方向挤压。通过在内部在活塞端部(3.6)上设置的活塞斜面(3.2)与棱柱形构成的传递楔(5)的对应的楔斜面(5.1)的配合作用，弹簧元件(2)的力径向向内换向、被加强并且通过两个传递楔
(5)的楔背部(5.2)、柔性的传递板材(6)和与传递板材(6)固定连接的夹紧爪(7)侧向引导到导轨(F)的摩擦面(R)上；在那里引起线性制动器(LBR)和导轨(F)之间的夹紧。
[0033]为了提高效率和夹紧力以及为了减少磨损，可以如在图中示出地在活塞端部(3.6)的活塞斜面(3.2)和棱柱形的传递楔(5)的楔斜面(5.1)之间设置直线滚动支承件(4)，所述直线滚动支承件分别包括一个滚动支承件保持架(4.1)和多个滚动体(4.2)、优选圆柱滚子。作为滚动体代替圆柱滚子当然也可能使用球、锥形滚子或桶形的滚子。备选于直线滚动支承件(4)，也可以在活塞斜面(3.2)和楔斜面(5.1)之间设置合适的板形的滑动支承材料。
[0034]相对于直线滚动支承件，所述板形的滑动支承材料的使用的特别的优点在于其显著较小的费用以及用于活塞斜面(3.2)和楔斜面(5.1)的与此处于有效连接的表面的较小的制造耗费，所述表面于是不需要耗费的热处理。
[0035]示出的U形的传递板材(6)要满足多个任务。其一方面沿导轨(F)的运动方向无间隙地将从夹紧爪(7)传递到摩擦面(R)上的制动力传递到线性制动器(LBR)的制动器壳体(I)上，所述传递板材可以借助示出的紧固螺钉(11)拧紧在所述制动器壳体上。另一方面其用于夹紧爪⑵横向于线性制动器(LBR)在导轨(F)上的运动方向的弹性的引导和保持。
[0036]用于满足这些任务，传递板材(6)可以一方面与夹紧爪(7)例如通过粘接、螺纹连接或焊接固定地连接并且可以另一方面具有与制动器壳体(I)的固定连接，例如通过螺纹连接、粘接或焊接。通过传递板材出)的合适的结构上的构造和其到夹紧爪(7)和壳体基体(1.1)上的连接，能够实现夹紧爪(7)横向于在线性制动器(LBR)和导轨(F)之间的运动方向的弹性运动并且同时保证夹紧爪(7)和制动器壳体(I)之间的制动力平行于线性制动器(LBR)在导轨(F)上的运动方向的无间隙的传递。图2/3的示出的示例中，传递板材
(6)通过紧固螺钉(11)与制动器壳体(I)的壳体基体(1.1)连接。
[0037]此外传递板材(6)可以通过合适的弹簧刚度和预应力以有利的方式这样设计，使得所述传递板材在线性制动器(LBR)打开时将与传递板材(6)固定连接的夹紧爪(7)轻微从导轨(F)的摩擦面(R)提起并且由此使单独的回位弹簧不再是必要的。
[0038]为了例如在出现线性制动器(LBR)的磨损时能够实现制动作用的敏感的再调节，在壳体底部(1.3)的螺纹孔中设置有调节螺钉(10)，