und einer Wellenanbindungsbaugruppe IV

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

Die DE 10 2016 009 581 B3 beschreibt eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung mit einer Betätigungs- und einer Wellenanbin dungsbaugruppe. Die Vorrichtung weist zwei zu einem Spaltgehäuse einteilig verbundene beulbare Biegeplatten auf, zwischen denen ein spaltartiger Druckraum angeordnet ist. Die Biegeplatten um greifen eine Bremsscheibe von außen. Sie liegen dabei axial an der Bremsscheibe an, sofern der Druckraum druckentlastet ist.

Bestätigungskopie 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 einstellbar, einfach, sicher und wartungsfrei funktioniert.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dabei weist die Betätigungsbaugruppe ein Spaltgehäuse auf, das eine Anbauzone und eine bereichsweise elastisch beul bare Biegezone mit zwei über einen Spaltraum beabstandete Biege platten hat. Die Biegeplatten haben in zwei einander gegenüber liegenden Klemmzonen jeweils Zangenbacken mit Reibflächen, deren Flächennormalen nach innen gerichtet sind. Jede Biegeplatte weist - zur Lagerung mindestens eines Stützelements - vom Spalt raum aus eine Axialnut auf. Zwischen den Biegeplatten und dem mindestens einen Stützelement liegt ein abgedichteter Druckraum, der zum elastischen Auseinanderdrücken der Reibflächen mit einem Druckmedium befüllbar ist. Die Wellenanbindungsbaugruppe weist als Bremsscheibe einen geschlitzten oder mehrfach geteilten Ring auf. Die Wellenanbindungsbaugruppe hat einen Kupplungsbereich, der zwei voneinander beabstandete Reibflächen hat, deren Flä chennormalen nach außen weisen. Die Wellenanbindungsbaugruppe weist einen Flanschbereich auf, über den sie entweder direkt oder indirekt über einen Spannmechanismus an der Welle angeord net ist. Bei entlastetem Druckraum sind die Reibflächen der Be tätigungsbaugruppe an den Reibflächen der Wellenanbindungsbau gruppe unter Bereitstellung der Klemm- und/oder Bremskraft ange- legt.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mindestens zweiteilige Brems- und/oder Klemmvorrichtung für Wellen. Das eine Teil wird als Adapter auf die rotierende Welle montiert und an dieser festgeklemmt oder festgeschraubt . Das andere Teil ist eine Art von Zange, die an einem ortsfesten, z.B. die vorge nannte Welle lagernden Maschinenteil befestigt ist. Die Zange hat zwei an je einer Biegeplatte angeordnete 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 in Radialrichtung orientierten Außenwandung der Welle an .

Die die Zangenbacken tragenden Biegeplatten der Vorrichtung las sen sich vereinfacht als zwei Tellerfedern beschreiben, deren beiden Innenränder einander zugewandt sind, während die im

Durchmesser größeren Außenränder in Axialrichtung weit auseinan derliegen. Zwischen den Innenrändern, die eine Klemmzone bilden, ist eine ein- oder mehrteilige Bremsscheibe angeordnet. Werden nun die Außenränder, die die Anbauzone darstellen, in Axialrich tung aufeinander zubewegt, klemmen die im Durchmesser kleineren Innenränder die Bremsscheibe zum Halten federgespannt zangenar tig ein. Die Tellerfedern werden bei der Herstellung im Bereich der Außenränder aneinander angeformt, sodass sich der Abstand der Außenränder nicht mehr ändern lässt. Um nun die eingeklemmte Bremsscheibe wieder freizugeben, werden die Tellerfedern mit Öl- druck auseinandergepresst. Die Innenränder lösen sich von der

Bremsscheibe. Die bisher zum Klemmen wenig vorgespannten Teller federn werden somit zum Lösen noch stärker gespannt bzw. ver formt . Alternativ lässt sich die Vorrichtung auch so gestalten, dass das Spaltgehäuse an der rotierenden Welle angeordnet ist, wäh rend die Bremsscheibe ortsfest gelagert in den nach radial außen offenen Spaltraum hineinragt. Die Brems- und/oder Klemmvorrichtung weist drei verschiedene, einfach aufgebaute Wellenanbindungsbaugruppen auf. Jede Wellen anbindungsbaugruppe basiert auf einem an der rotierenden Welle vorhandenen Wellenbund oder Flansch und auf einer ein- oder mehrteiligen Bremsscheibe. Die einteilige Bremsscheibe ist ein offener Ring, der vergleichbar mit einem in einer Bohrung anordenbaren Sicherungsring unter einem elastischen Verringern seines Außendurchmessers in eine entsprechende Nut eingesetzt wird, wobei hier anstelle der Nut der Spaltraum des Spaltgehäu ses gesehen wird. Eine andere mehrteilige Bremsscheibe besteht aus teilweise drei oder mehr unterschiedlich großen Teilstücken, die nahezu fugenlos aneinandergesetzt werden. Eine weitere

Bremsscheibenvariante setzt sich aus drei oder mehr jeweils gleichförmigen Teilstücken zusammen, die untereinander jeweils durch millimeterbreite Spalte getrennt sind. Die Spalte können dabei radial oder tangential verlaufen. Die durch die Spalte ge bildete Montagefuge kann hierbei geradlinig, sichel- oder kreis bogenförmig ausgeführt sein. Die Montagefuge kann zudem jede be- liebige andere Form annehmen, wobei sie auch einen oder mehrere Knicke aufweisen darf.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mehrerer schematisch dargestellter Ausführungsformen.

Figur 1: perspektivische Ansicht einer Brems- und/oder

Klemmvorrichtung;

Figur 2 : Teilquerschnitt zu Figur 1, betätigt und mit Welle;

Figur 3 : wie Figur 2, jedoch unbetätigt; Figur 4 : Teilquerschnitt der Doppellippendichtung und des Stützelements, vergrößert;

Figur 5 : halbe Ansicht des Spaltgehäuses mit Einfädelnut in einem Ausschnitt;

Figur 6 : Teillängsschnitt des Stützelements, vergrößert;

Figur 7 : perspektivische Ansicht einer radial geteilten Brems scheibe;

Figur 8 : perspektivische Ansicht einer ungleich geteilten

Bremsscheibe;

Figur 9 : perspektivische Ansicht einer einfachgeschlitzten

Bremsscheibe ;

Figur 10: perspektivische Ansicht zu Figur 9 mit Ausgleichsge wicht .

Die Figur 1 zeigt die Brems- und/oder Klemmvorrichtung ohne den tragenden maschinenseitigen Grundkörper (1), vgl. Figur 2 und 3, und ohne die abzubremsende und/oder festzuklemmende Welle (130) . Die außenliegende, die Welle (130) umgebende Betätigungsbau gruppe (10) hat eine rückseitige Anbaufläche (3), über die sie mittels Schrauben - nicht dargestellt - am Grundkörper (1) ange schraubt wird. Die Betätigungsbaugruppe (10) umgibt eine Wellen anbindungsbaugruppe (80) , die hier aus einer mehrfach geteilten Bremsscheibe (81) besteht. Die Bremsscheibe (81) ist mittels der Schrauben (99) an der Welle (130) drehstarr befestigt. Die Betä tigungsbaugruppe (10) hat ein elastisches Spaltgehäuse (11), das mit seinen Zangenbacken (23, 24) - beim Bremsen oder Klemmen - zangenartig an der Bremsscheibe (81) anliegt. Das Spaltge- häuse (11) umschließt zusammen mit einem Dichtring (50) und ei nem Stützelement (60) einen Druckraum (37). Wird Letzterer mit einem gasförmigen, flüssigen oder gelartigen Druckmittel beauf schlagt, löst sich die zangenartige Umklammerung der Brems scheibe (81) . Der Druckraum (37), vgl. Figur 2, hat ein Volumen, das kleiner ist als 12,5 Prozent des Hüllvolumens der Betätigungsbau

gruppe (10) . Das Hüllvolumen der in den Figuren dargestellten Variante dieser Betätigungsbaugruppe (10) , entspricht einem ge gebenen Volumen eines Rohrkörpers, der als Rohrlänge die Vor richtungsbreite, als Außendurchmesser den äußeren Vorrichtungs durchmesser und als Innendurchmesser den minimalen Innendurch messer der Biegeplatten (15, 16) hat.

Die Betätigungsbaugruppe (10) weist ein ring- bzw. rohrförmiges Spaltgehäuse (11) auf, das den z.B. sch alspaltigen ringförmigen Druckraum (37) umschließt. Das Spaltgehäuse (11) ist im unver formten Zustand im Wesentlichen eine ebene Scheibe mit einem In nendurchmesser von z.B. ca. 280 mm und einem Außendurchmesser von z.B. 388 mm. Die maximale Dicke der Scheibe liegt z.B. bei 22 mm. Sie entspricht der oben genannten Vorrichtungsbreite. Das Spaltgehäuse (11) ist aus einem Vergütungsstahl, z.B. 42CrMoS4, gefertigt. Es ist in drei Bereiche (13, 21, 22) aufgeteilt, die in Radialrichtung aneinander anschließen. Der innere Bereich sind die Klemmzonen (22). An sie schließt sich jeweils eine in Radialrichtung weiter außenliegende Biegezone (21) an. Beide Biegezonen (21) münden in einen äußeren Bereich, also die An bauzone ( 13 ) .

Das Spaltgehäuse (11) wird zur Herstellung des Spaltraumes (37) von seiner zentralen Bohrung (4) aus mittig zwischen den Stirn seiten ausgefräst. Dazu wird z.B. ein Scheibenfräser verwendet. Die ausgefräste, z.B. 38,7 mm tiefe Nut hat eine Spaltbreite von z.B. 4 mm. Der rinnenförmige Nutgrund hat zum Minimieren von Kerbspannungen hier einen Radius von 2 mm. Im bohrungsnahen Be reich der Bohrung (4) ist die Spaltraumnut 16,5 mm tief in der Feinbearbeitungszone (36) auf 4,3 mm verbreitert. Die Anbauzone (13), in die der Spaltraum (37) nicht oder nur 1 bis 10 mm hineinragt, hat z.B. beidseitig eine zumindest be reichsweise plane Stirnfläche, über die das Spaltgehäuse (11) an einer Anbaufläche (3) des Grundkörpers (1) anlegbar ist, vgl. Figuren 3 und 2. Nur beispielhaft kontaktiert das Spaltge häuse (11) auch die grundkörperseitige Zentrierung (2) . Die An bauzone (13) weist für die Befestigung am Grundkörper (1) auf einem Durchmesser von z.B. 370 mm eine Bohrungsgruppe mit bei- spielsweise 24 Bohrungen (45) auf. Die Bohrungen (45) sind paar weise zusammengefasst, wobei je zwei Bohrungen - bezogen auf die Mittellinie (9) - einen Winkel von 10 Winkelgrade einschließen. Diese Bohrungen (45) können auch Senk- oder Doppelsenkbohrungen sein .

Auf einem Durchmesser von z.B. 375 mm befinden sich vier Gewin dedurchgangsbohrungen (46) mit einem M8-Gewinde, vgl. Figur 1. Sie liegen jeweils um 90 Winkelgrade zueinander geteilt.

Zwischen mindestens zwei benachbarten Bohrungspaaren der Bohrun- gen (45) befindet sich eine Zulaufgewindebohrung (41) und eine Verschlussstopfengewindebohrung (52). Die Bohrungen (41, 52) liegen sich innerhalb der Betätigungsbaugruppe (10) z.B. auf verschiedenen Durchmessern diametral gegenüber. Sie sind entwe der auf einer Stirnseite (12) oder (14) der Anbauzone (13) oder auf unterschiedlichen Stirnseiten (12, 14) angeordnet, vgl. Fi guren 1 , 2 und 3.

Gemäß der Figur 3 befindet sich in der Anbauzone (13) mindestens eine Zulaufgewindebohrung (41) auf der Vorderseite (12) der Be tätigungsbaugruppe (10). Das hier verwendete MlO-Feingewinde nimmt nach Figur 3 - nur beispielhaft - einen Hydraulikadap ter (56) auf. Alternativ kann die Zulaufgewindebohrung (41) mit ihrem Schneidring (49) und dem an ihm anliegenden Dichtring auch auf der Rückseite der Betätigungsbaugruppe (10) liegen, vgl. Fi gur 1. Der Schneidring (49) unterstützt hier die Dichtwirkung zwischen der Anbaufläche (3) und der Rückseite der Betätigungs baugruppe (10) .

Die Zulaufgewindebohrung (41), vgl. Figur 3, mündet in eine ra diale Verteilbohrung (42) . Nach außen hin ist diese Verteilboh rung (42) durch eine Klemmbüchse (53) verschlossen. In die Boh rung der Klemmbüchse (53) ist eine Stauchkugel (54) eingestemmt, die die Klemmbüchse (53) in der einzelnen radialen Verteilboh rung (42) öl- oder gasdicht dauerhaft fixiert. Die radiale Ver teilbohrung (42) trifft z.B. senkrecht auf eine axiale Verteil bohrung (43), die in den Druckraum (37) mündet. Die axiale Ver teilbohrung (43) ist zur Anbaufläche (3) hin z.B. mit einer Stauchkugel dicht verschlossen.

Die Verteilbohrungen (42, 43) haben hier einen Durchmesser von 3 mm. Das über den Hydraulikadapter (56) einströmende Hydrau liköl, 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, ver teilt sich schnell im Druckraum (37).

Nach Figur 2 befindet sich in der Anbauzone (13) zudem mindes tens eine Verschlussstopfengewindebohrung (52), die - z.B. als Entlüftungsbohrung beim Befüllen des Druckraums (37) dient - ebenfalls in eine radiale Verteilbohrung (42) mündet und von dort aus über eine axiale Verteilbohrung (43) mit dem Druck raum (37) verbunden ist. Nach außen hin sind diese Verteilboh rungen in vergleichbarer Weise verschlossen, wie die Verteilboh- rungen des Zulaufs.

Die beiden an die Anbauzone (13) angeformten Biegeplatten (15, 16) stellen die elastische Biegezone (21) dar. Die beidseits des Spaltraumes (37) gelegenen, elastisch verformbaren Biegeplat ten (15, 16) verjüngen sich - bezüglich ihrer Wandstärke - von außen her in Richtung der zentralen Mittellinie (9) . Ihre Wand stärke verringert sich im Ausführungsbeispiel von z.B. 9 auf 7,35 mm. Die Formsteifigkeit der Biegeplatten (15, 16) nimmt so mit in Richtung der Klemmzone (22) nahezu stetig ab. Die Über gänge zwischen den Zonen (13) und (21) sind beispielsweise mit großen Radien ausgerundet. Die Biegezone (21) ist gegenüber der Anbauzone (13) zurückgenommen, um die Verformung der Biege zone (21) nicht in die zwischen dem Grundkörper (1) und der An bauzone (13) gelegene Einbaufuge einzutragen.

Die Biegeplatten (15, 16) der Biegezone (21) gehen zur jeweili gen Wellenanbindungsbaugruppe (80) hin in die beiden Klemmzo nen (22) über, die die umlaufenden Zangenbacken (23, 24) dar stellen. Die Zangenbacken (23, 24) sind zugleich ein Teil der jeweiligen Biegeplatte (15, 16).

Jede Biegeplatte (15, 16) weist zwischen der Biegezone (21) und der Klemmzone (22) eine umlaufende Axialnut (17, 18) auf. Die Axialnut (17, 18), die beispielsweise einen rechteckigen Quer schnitt hat, hat bei einer Breite von z.B. 1,1 mm eine Tiefe von z.B. 1,35 mm. Die beiden Kanten des Axialnutgrunds sind abgerun det. Die der Bohrung (4) nächstgelegene Nutwandung der Axial nut (17, 18) ist im Ausführungsbeispiel 4,5 mm von der Boh rung (4) entfernt. Die einzelne Axialnut (17, 18) wird mit einem Scheibenfräser aus der jeweiligen Biegeplatte (15, 16) herausge arbeitet. Dazu hat der Scheibenfräser einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Boh rung (4) . Zudem hat der Scheibenfräser vorzugsweise nur drei Zähne, die jeweils rechts und links 1,4 mm über die Fräser scheibe überstehen. Die Fräserscheibe selbst hat eine Wandstärke von 1,0 mm. Zum Erzeugen der Axialnuten (17, 18) wird der Schei benfräser mit einem Zahn voraus zwischen den Biegeplatten (15, 16) in den Druckraum (37) eingefahren. Bei rotierendem Spaltgehäuse (11) wird der nicht rotierende Scheibenfräser zum Fräsen der Axialnut (17) in Richtung der Biegeplatte (15) zugestellt, um nach deren Fertigstellung in umgekehrter Richtung in die Bie geplatte (16) einzutauchen, um dort wiederum die Axialnut (18) herauszufräsen .

Gemäß Figur 5 weist die Axialnut (17, 18) eine Einfädelnut (19) auf. Letztere ist in jeder Biegeplatte (15, 16) nur einmal vorhanden. Sie hat einem Krümmungsradius von z.B. 30 bis 60 mm. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Krümmungsradius 40 mm. Die einzelne Einfädelnut (19) geht tangential in die entsprechende Axi alnut (17, 18) über. Der Querschnitt der Einfädelnut (19) ent spricht dem der einzelnen Axialnut (17, 18).

In der Axialnut (17, 18) ist als Stützelement (60) ein elastisch verformbarer metallischer Stützstreifen (61) eingelegt, der z.B. aus dem kaltgewalzten Federbandstahl Ck 101 oder aus dem natur harten Federstahl 38 Si 6 gefertigt ist. Der Stützstreifen (61) hat eine Länge, die der mittleren Länge der einzelnen Axialnut (17, 18) abzüglich eines Spiels von 1 mm entspricht. Bei ei ner Wandstärke von z.B. 1 mm hat er eine Breite von z.B. 6,9 mm. Nach den Figuren 1, 2 und 4 hat der Stützstreifen (61) einen rechteckigen Querschnitt. Alle vier Kanten sind angefast oder abgerundet . Er hat in radialer und axialer Richtung - bei einem unverformten Spaltgehäuse (11) - in der Axialnut (17, 18) jeweils 0,1 mm Spiel.

Gemäß Figur 4 ist die der Bohrung (4) des Spaltgehäuses (11) nächstgelegene Nutwandung (27) eine mehrfachgekrümmte Raumflä che. Um bei einer durch Biegung des Stützstreifens (61) - quer zu seiner Längsausdehnung - eine kantenträgerfreie Auflage in der Axialnut (17, 18) zu ermöglichen, hat die Nutwandung (27) anstelle einer Zylinderfläche in der Kontaktzone eine Teilflä che (28) eines Torus, dessen Krümmung in Figur 4 gestrichelt dargestellt ist. Der kleine Querschnitt des Torus hat einen Durchmesser von z.B. 1,4 mm. Zum Nutgrund der Axialnut (17, 18) hin entfernt sich die Nutwandung (27) tangential im Anschluss an die Torusteilfläche (28) mit einer kegelstumpfmantelförmigen Fläche von der Unterseite des Stützstreifens (61).

Die Mitten der Kontaktstellen zwischen dem Stützstreifen (61) und den Nutwandungen (27) liegen bei festgeklemmter Brems- scheibe (81, 101, 121) z.B. 5,4 mm auseinander.

Der Stützstreifen (61), vgl. Figur 6, weist im Bereich seiner Enden jeweils eine Zugbohrung (62) auf, deren Durchmesser z.B. 2,5 mm misst. Die Mittellinie der einzelnen Zugbohrung (62) ist von den Enden jeweils z.B. 4 mm entfernt. Über mindestens eine Zugbohrung (62) wird der Stützstreifen (61) - in der Regel im eingebetteten Zustand und nach vorherigem Einlegen des Dicht rings - über die Einfädelnut (19) in die Axialnut (17, 18), z.B. Mithilfe eines Durchschlags, eingefädelt. Zur Demontage kann der Stützstreifen (61) ebenfalls mithilfe eines Durchschlags über die Einfädelnut (19) aus dem Spaltgehäuse (11) entfernt werden.

Zur Erleichterung des Einfädelvorgangs hat der Stützstrei- fen (61) vorn und hinten eine 15°-Fase (65), die sich über 2 mm der Stützstreifenlänge erstreckt. Alle vorderen Kanten sind an gefast oder abgerundet.

Jede Zangenbacke (23, 24) hat zwischen der Axialnut (17) und der Bohrung (4) eine plane Reibfläche (31, 32) . Die Reibflächen (31, 32), die parallel zur Mittenebene (7) orientiert sind, haben im Ausführungsbeispiel einen mittleren Radius von 113,8 mm. In der Klemmzone (22) beträgt die maximale Breite der Reibfläche (31) z . B . 3,6 mm.

Ggf. sind die Reibflächen (31, 32) auch als kegelstumpfmantel- förmige Flächen ausgebildet, sodass beim Klemmen der Brems scheibe (81, 101, 121) die Reibflächen (31, 32) vollflächig und plan an der jeweiligen Bremsscheibe anliegen.

Nach dem Zusammenbau der Brems- und/oder Klemmvorrichtung liegen die Zangenbacken der Betätigungsbaugruppe (10), bei geklemmter Brems- und/oder Klemmvorrichtung, an der jeweiligen Brems scheibe (81, 101, 121) der entsprechenden Wellenanbindungsbau gruppe (80, 100, 120) an, vgl. Figur 2. Die Reibflächen (31, 32) beider Zangenbacken (23, 24) haben nach innen gerichtete Flä chennormalen (33) . Letztere zeigen in Richtung der Mitten ebene ( 7 ) .

Anstelle der planen Reibflächen (31, 32), die zudem parallel zur Anbaufläche (3) orientiert sind, können die Reibflächen auch die Gestalt eines Kegelstumpfmantels oder eines Teilbereiches eines Torus haben.

Radial zur Mittellinie (9) hin wird der Spalt- bzw. Druck raum (37) durch eine Doppellippendichtung (50) abgeschlossen.

Die aus z.B. einem Polyurethan mit einer Shore D-Härte von 57 gefertigte Doppellippendichtung (50) hat zwei radial nach außen orientierte Dichtlippen (51) , die sich jeweils an den seitlichen Wandungen des Druckraumes (37) aufgrund der eigenen Elastizität und/oder zusätzlich durch den im Druckraum (37) anstehenden In nendruck anlegen. Die Bohrungswandung (57) der Doppellippendich- tung (50) liegt auf der glatten radialen Außenwandung des Stütz- Streifens (61) auf. Nach Figur 4 weist die Doppellippendich tung (50) ca. 1 mm oberhalb der Bohrungswandung (57) beidseits einen Stützsteg (58) auf, über den die Doppellippendichtung (50) - zur Verbesserung des Sitzes im Druckraum (37) - zusätzlich an den Innenwandungen des Spaltraums (37) anliegt.

In den Figuren 2, 3, 7 bis 9 sind als Wellenanbindungsbaugrup pen (80, 100, 120) drei verschieden aufgebaute Bremsschei ^¬ ben (81, 101, 121) dargestellt, die jeweils an einer sie tragen den Welle (130) befestigt sind. Dazu hat die Welle (130) einen Wellenbund (131) mit einer planen Bundfläche (132) . Die

Welle (130) reduziert dort ihren Durchmesser von z.B. 262 mm auf z.B. 237 mm. Sie hat unterhalb der Bundfläche (132) einen z.B. 4,5 mm breiten Zentrierabsatz (133) mit einem Durchmesser von z.B. 238 mm. Der Wellenbund (131) weist 24 äquidistant geteilte M6 -Gewindebohrungen (134) auf, die auf einem Durchmesser von z.B. 249 mm liegen.

Die Figuren 7-9 zeigen drei verschiedene Bremsscheiben (81, 101, 121), deren Teile hier so angeordnet sind, wie sie gegeneinander im Einbauzustand positioniert sind. Jede Bremsscheibe ist zumin dest als Hüllvolumen eine plane Scheibe mit einer Wandstärke von z.B. 4,7 mm, einer zylindermantelförmigen Innenwandung und einer Zylindermantel förmigen Außenwandung. Die Innenwandung bildet die Zentrierbohrungen (88). Die großen Planflächen der Bremsschei ben (81, 101, 121) sind feinbearbeitet. Der äußere Teil der Planfläche, vgl. Figur 9, ist der Kupplungsbereich (90) der Bremsscheibe. Er teilt sich in die beiden bremsscheibenseitigen Reibflächen (91, 92) auf. Die Reibflächen (91, 92) haben nach außen gerichtete Flächennormalen (93), vgl. Figur 4. Entgegen der Richtung dieser Flächennormalen (93) ist die Klemmrichtung der Brems- und/oder Klemmvorrichtung orientiert. Der innere Teil der Planfläche der Bremsscheibe ist der Flanschbereich (96) ei ner jeden Bremsscheibe (81, 101, 121) . Beide Bereiche werden durch die in Figur 9 hilfsweise dargestellte strichpunktierte Hilfslinie (98) getrennt.

Die Reibflächen (91, 92) oder die Reibflächen (31, 32) des

Spaltgehäuses (11) können eine Oberflächenstruktur aufweisen. Beispielsweise entsteht diese durch Sandstrahlen oder durch eine Diamant- oder Saphirbeschichtung. Derartige Beschichtungen wei- sen eine Schichtstärke von z.B. 0,038 mm auf. Die durchschnitt liche Korngröße des Beschichtungsgrundmaterials liegt bei dieser Schichtstärke bei 30 pm.

Die einzelne Bremsscheibe bzw. ihr Hüllvolumen hat zur Befesti gung an der Welle (130) z.B. 24 Bohrungen (87) mit einem Durch messer von 6,4 mm.

Die Bremsscheibe (81) besteht aus drei gleichförmigen Kreisring- stücken (82-84). Der Zentriwinkel misst z.B. 118,08 Winkelgrade. Demnach haben im Ausführungsbeispiel die drei Radialspalte (85) jeweils eine Spaltbreite von 4 mm. Bei dieser Variante sind die Radialspalte (85) erforderlich, um die Bremsscheibenkreisring stücke (82-84) von der Bohrung (4) aus nacheinander in das

Spaltgehäuse (11) einsetzen zu können.

Auch die Bremsscheibe (101) besteht aus drei Bremsscheibenstü cken (102-104). Die beiden Stücke (103, 104) sind hierbei de ckungsgleich. Beide Stücke sind durch einen Radialspalt (105) getrennt, dessen Spaltbreite z.B. 0,0 bis 0,5 mm ist. Die Spalt breite wird durch die Drahtstärke des die Bremsscheibe (101) in die drei Stücke (102-104) zerschneidenden Erodierdrahts vorgege ben. Theoretisch kann die Spaltbreite auch 0 mm betragen, sofern die Stücke (102-104) einzeln gefertigt werden. Die Außenwandungen (108) der beiden Bremsscheibenstücke (102- 104) schließen einen Winkel von z.B. 132,1 Winkelgraden ein. Da bei ist bei den Bremsscheibenstücken (103, 104) jeweils eine erste Stirnfläche nahezu eine Radialfläche (111) , d.h. die

Stirnfläche (111) liegt in einer Ebene, in der auch die Mittel linie (9) liegt. Die jeweils andere, zweite Stirnfläche ist eine Parallelfläche (112), die parallel zur ersten Stirnfläche (111) orientiert ist.

Zwischen den Parallelflächen (112) der Bremsscheibenstücke (103, 104) ist in Figur 8 als Mittelteil das Bremsscheibenstück (102) eingefügt. Letzteres hat ebenfalls parallel zueinander orien tierte Stirnflächen, allerdings haben hier beide Stirnflächen den gleichen Flächeninhalt. Zwischen den Stirnflächen des Mit telteils (102) und der einzelnen Stirnfläche (112) des jeweils benachbarten Seitenteils (103, 104) liegt je ein Schräg

spalt (106, 107). Bei dieser Bremsscheibe (101) werden zunächst die Seitenteile (103, 104) zwischen den Reibflächen (31, 32) des Spaltgehäuses (11) eingesetzt, um dann nahezu fugenfrei das Mit telteil (102) in die vorhandene Lücke einzufügen.

Die Bremsscheibe (121) ist nach Figur 9 einteilig ausgebildet. Sie bildet einen offenen Ring, dessen Trennstelle (125) aus ei- nem zweifach abgewinkelten Spalt (122-124) besteht, sodass die Bremsscheibe (121) im einen Stirnbereich eine äußere Nase (126) und im anderen Stirnbereich eine innere Nase (127) ausbildet.

Die Nasen (126, 127) überdecken sich in Umfangsrichtung um mehr als 0,1 mm. Der Spalt umfasst einen inneren Radialteil- spalt (122), einen mittleren Umfangsteilspalt (124) und einen äußeren Radialteilspalt (123). Die Radialteilspalte (122, 123) grenzen an Stirnflächenbereiche, die jeweils in einer Ebene lie- gen, in der auch die Mittellinie (9) liegt. Die kleinste Spalt breite des inneren Radialteilspalts (122) misst in Umfangsrich tung mindestens RS = 6/5 * n * (d _B a-dci) in mm.

Sie beträgt im Ausführungsbeispiel 10,4 mm. Der mittlere Um fangsteilspalt hat eine Breite von z.B. 0,75 mm. Für die Montage der Bremsscheibe (121) wird deren Umfang vor dem Einsetzen in das Spaltgehäuse (11) - unter elastischem Verformen - so weit verkleinert, dass ihre Außenwandung (108) durch die Bohrung (4) passt .

Im elastisch verformten Zustand liegen die Nasen (126, 127) ne- beneinander . Die Radialteilspalte (122, 123) haben sich auf we nige Mikrometer verkleinert. Nach dem Auffedern der Brems scheibe (121) im Spaltgehäuse (11) nimmt diese wieder die in Fi gur 9 dargestellte Form an. Die Trennstelle (125) der Bremsscheibe (121) verursacht eine auf die Welle (130) wirkende Unwucht. Um diese Unwucht auszuglei chen, vgl. Figur 10, wird im Bereich der Trennstelle (125) eine kreisringstückartige Ausgleichsmasse (129) angeordnet. Letztere überdeckt den inneren Radialteilspalt (122). Die Befestigung der Ausgleichsmasse (129) erfolgt über die Schrauben (99).

Die einzelne montierte Bremsscheibe (81, 101, 121) sitzt zum ei nen mit ihrer Zentrierbohrung (88) auf dem Zentrierabsatz (133) der Welle (130) auf. Sie liegt zum anderen an der Bundflä che (132) an. Die z.B. 20 Schrauben (99) halten die Bremsschei ben (81, 101, 121) drehsteif am Wellenbund (131) fest. Ausgeliefert wird diese Brems- und/oder Klemmvorrichtung in Kom bination mit der gewählten Wellenanbindungsbaugruppe (80, 100, 120) . Dabei sitzt die jeweilige Wellenanbindungsbaugruppe (80, 100, 120) koaxial in der Betätigungsbaugruppe (10) . Für die Mon- tage in der die Vorrichtung aufnehmenden Maschine wird die Wel lenanbindungsbaugruppe (80, 100, 120) auf die Welle (130) ge schoben und dort direkt an der Anbaufläche (3) des Grundkör pers (1) anstehend - in der Regel lösbar - befestigt. Abschlie ßend werden die Befestigungsschrauben in die entsprechenden grundkörperseitigen Bohrungen eingesetzt und dort verschraubt.

Steht im Druckraum (37) kein Hydraulikölbetriebsdruck an, so ist die Welle (130) gegenüber dem Grundkörper (1) festgeklemmt. Der Druckraum (37) weist keinen nennenswerten Öldruck auf, da der Ölzulauf über ein nicht dargestelltes Ventil in den Öltank ent lastet ist. Die Biegeplatten (15, 16) liegen vorgespannt über ihre Zangenbacken (23, 24) an der Bremsscheibe (81, 101, 121) an, vgl. Figur 2. Die Vorspannung ergibt sich aus der Federrate der vorgebeulten Biegeplatten (15, 16) . Die Höhe der Federrate ist eine Funktion der ringscheibenseitigen Werkstoffauswahl und der Geometrie der Biegezone (21) . Das erzeugte Brems- bzw. Hal temoment liegt bei den Ausführungsbeispielen bei 3000 ± 200 Nm.

Die Biegeplatten (15, 16) befänden sich nur dann im vollständig entspannten Zustand, wenn keine Bremsscheibe (81, 101, 121) zwi schen den Zangenbacken (23, 24) läge. Dann wäre im Ausführungs beispiel der Druckraum (37) ein Spaltraum mit konstanter Spalt breite .

Um die Brems- und/oder Klemmvorrichtung zu lösen, wird z.B. über den Hydraulikadapter (56) , vgl. Figur 3, der Öldruck im Druck raum (37) auf z.B. 100 bis 150 * 10 ⁵ Pa erhöht. Vom Hydraulik- adapter (56) aus pflanzt sich die Druckerhöhung über die Ver teilbohrungen (42) und (43) in den Druckraum (37) fort. Die Biegeplatten (15, 16) beulen in den elastischen Biegezonen (21), vgl. Figur 3. Dabei wandert jede Klemmzone (22) gegenüber der ortsfest bleibenden Anbauzone (13) im Wesentlichen in Axialrich tung nach außen. Die Zangenbacken (23, 24) heben in Richtung der Pfeile (47) von der Bremsscheibe (81, 101, 121) ab. Die betäti gungsbaugruppenseitigen Reibflächen (31, 32) entfernen sich von den wellenanbindungsbaugruppenseitigen Reibflächen (91, 92), so dass zwischen der Welle (130) und dem Grundkörper (1) kein Kontakt mehr besteht. Das Lüftspiel pro Reibflächenpaarung (31) zu (91) und (32) zu (92), 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. Schließzyklen ausgelegt.

Bezugszeichenliste :

1 Grundkörper

2 Zentrierung, Außenzentrierung

3 Anbaufläche von (1)

4 Bohrung, zentral von (10)

7 Mittenebene

8 fiktive Achse, vertikal, liegt in (7) 9 Mittellinie der Vorrichtung, zentral

10 Betätigungsbaugruppe

11 Spaltgehäuse, bereichsweise beulbar

12 Vorderseite, Stirnseite

13 Anbauzone

14 Außenwandung, Stirnwandung, Stirnseite

15 Biegeplatte, außen

16 Biegeplatte, innen

17 Axialnut in (15)

18 Axialnut in (16)

19 Einfädelnut

21 Biegezonen, beulbar, elastisch

22 Klemmzonen

23 Zangenbacke, angeformt, rechts

24 Zangenbacke, angeformt, links

27 Nutwandung

28 Torusteilfläche

31, 32 Reibflächen

33 Flächennormalen von (31, 32)

36 Feinbearbeitungszone

37 Druckraum; Spaltraum; Nut 41 Zulaufgewindebohrungen

42 Verteilbohrung, radial

43 Verteilbohrung, axial

45 Bohrungen, Befestigungsbohrungen

46 Gewindedurchgangsbohrungen

47 Pfeile, Bewegungsrichtung

48 Hydraulikölzulauf

49 Schneidring

50 Doppellippendichtung, Dichtring

51 Dichtlippen

52 Verschlussstopfengewindebohrung

53 Klemmbüchse

54 Stauchkugel

55 Verschlussstopfen

56 Hydraulikadapter

57 Bohrungswandung von (50)

58 Stützstege

60 Stützelement

61 Stützstreifen

62 Zugbohrung, Querbohrung

65 15°-Fase

80 Wellenanbindungsbaugruppe, radiale Teilung

81 Bremsscheibe, dreiteilig, radial geteilt; Ring

82-84 Bremsscheibenkreisringstücke , Teilstücke

85 Radialspalte

86 Montagefugen

87 Bohrungen

88 Zentrierbohrung 90 Kupplungsbereich

91, 92 Reibflächen

93 Flächennormalen von (91, 92)

96 Flanschbereich

98 Hilfslinie

99 Schrauben

100 Wellenanbindungsbaugruppe, gemischte Teilung

101 Bremsscheibe, dreiteilig, gemischt geteilt; Ring 102 Mittelteil, Bremsscheibenstück, Teilstück

103, 104 Seitenteile, Bremsscheibenstücke, Teilstücke 105 Radialspalt

106, 107 Schrägspalt

108 Außenwandung, Zylindermantelförmig

111 Stirnfläche, erste; Radialfläche

112 Stirnfläche, zweite; Parallelfläche

120 Wellenanbindungsbaugruppe , einfachgeschlitzt 121 Bremsscheibe, stufengeschlitzter; Ring

122 Radialteilspalt , innen

123 Radialteilspalt , außen

124 Umfangsteilspalt, Mitte

125 Trennstelle

126 Nase, außen

127 Nase, innen

129 Ausgleichsmasse

130 Welle

131 Wellenbund

132 Bundfläche, plan

133 Zentrierabsatz

134 M6-Gewindebohrungen RS mittlere Radialteilspaltbreite

d _ßa Außendurchmesser der Bremsscheibe (121) dGi Bohrungsdurchmesser (4) des Spaltgehäuses (11)