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Gebiet der Technik
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Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen allgemein ein Bremssystem mit einer Spindel/Mutter-Baugruppe.
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Allgemeiner technischer Hintergrund
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Die meisten Fahrzeuge sind mit einem Bremssystem ausgestattet, um eine Bewegung des Fahrzeugs auf kontrollierte Weise zu verlangsamen oder anzuhalten. Zum Beispiel kann ein Bremssystem für ein Automobil eine Scheibenbremsenbaugruppe für jedes der Vorderräder und entweder eine Trommelbremsenbaugruppe oder eine Scheibenbremsenbaugruppe für jedes der Hinterräder aufweisen. Die Bremsenbaugruppen werden durch hydraulischen oder pneumatischen Druck betätigt, der erzeugt wird, wenn ein Bediener des Fahrzeugs ein Bremspedal niedertritt. Das Bremssystem kann verwendet werden, um eine Feststellbremskraft zu erzeugen, um eine Bewegung eines angehaltenen oder geparkten Fahrzeugs zu verhindern.
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Wenn eine Betriebsbremse in einem Scheibenbremsensystem zum Einsatz kommt, wird Fluid unter Druck gesetzt, was bewirkt, dass ein oder mehrere Bremskolben einen oder mehrere Bremsklötze gegen einen Bremsrotor bewegen, um eine Anpresskraft zu erzeugen. Die Anpresskraft hat die Funktion, eine Bewegung des Fahrzeugs zu verlangsamen oder zu beschränken. Um eine Bremswirkung aufzuheben und/oder die Anpresskraft aufzuheben, wird Druck von dem Fluid genommen, und demgemäß bewegen sich die Bremskolben und Bremsklötze weg von dem Bremsrotor. Nach der Aufhebung kann das Fahrzeug wieder frei bewegt werden.
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Ein Feststellbremssystem kann eine oder mehrere Komponenten des Bremssystems nutzen, um das Fahrzeug in einer angehaltenen oder geparkten Position zu halten. In modernen Anwendungen können Feststellbremssysteme elektromechanische Systeme sein. Ein Beispiel für ein elektromechanisches Feststellbremssystem weist eine Motorgetriebeeinheit auf, die dafür ausgelegt ist, einen oder mehrere Bremskolben und Bremsklötze gegen einen Bremsrotor zu bewegen, um eine Anpresskraft zu erzeugen, um das Fahrzeug in einer angehaltenen oder geparkten Position zu halten. Um die Anpresskraft aufzuheben, bewegt die Motorgetriebeeinheit den einen oder die mehreren Bremskolben weg von dem einen oder den mehreren Bremsklötzen.
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Die folgenden Ausführungsformen werden mit Bezug auf diese und andere allgemeine Überlegungen beschrieben. Auch wenn relativ spezifische Probleme erörtert wurden, sei außerdem klargestellt, dass die Ausführungsformen nicht auf die Lösung der unter Allgemeiner technischer Hintergrund benannten spezifischen Probleme beschränkt werden soll.
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Offenbarung
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Technische Aufgabe
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Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung geben ein Bremssystem an, das eine Spindel/Mutter-Baugruppe aufweist, die in der Lage ist, für einen weichen Anschlag bzw. einen Soft Stop zu sorgen.
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Technische Lösung
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Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden sollte, und aus den Ansprüchen, die am Ende der ausführlichen Beschreibung angefügt sind, leichter zu verstehen und zu erschließen sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Bremssystem umfassen: ein Bremssattelgehäuse, in dem eine Bohrung ausgebildet ist; einen Bremskolben, der verschiebbar in der Bohrung des Bremssattelgehäuses positioniert ist; und eine Spindel/Mutter-Baugruppe, die dem Bremskolben zugeordnet ist, wobei die Spindel/Mutter-Baugruppe umfasst: eine Spindel; eine Spindelmutter, die wirkmäßig mit der Spindel gekoppelt ist bzw. in Eingriff steht; und eine tellerartige Feder, die eine gekrümmte Platte aufweist, welche die Spindel radial umgibt.
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Die tellerartige Feder kann zwischen der Spindelmutter und der Spindel angeordnet sein, um eine Federkraft zwischen der Spindelmutter und der Spindel bereitzustellen. In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder zwischen einem Ende der Spindelmutter und einem vorstehenden Teil der Spindel positioniert sein. Das Vorstehende der Spindel kann einen Flansch umfassen, der an der Spindel positioniert ist. Die tellerartige Feder kann so gestaltet sein, dass sie die Federkraft gegen eine auf die Spindel gerichtete Bewegung der Spindelmutter bereitstellt.
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Gemäß manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder eine oder mehrere Tellerscheiben umfassen.
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Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder eine Belleville-Tellerscheibe umfassen.
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Gemäß manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder eine Tellerscheibe mit einer Wellenform in einer axialen Richtung der Spindel/Mutter-Baugruppe umfassen.
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Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder eine Tellerscheibe umfassen, die eine Spiralform aufweist, die an einer Stelle geteilt ist.
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Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder eine gekrümmte Tellerscheibe umfassen. Die gekrümmte Tellerscheibe kann in einer axialen Richtung der Spindel/Mutter-Baugruppe gekrümmt sein.
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Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder eine Mehrzahl gekrümmter Tellerscheiben umfassen, die übereinander gestapelt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Spindel so gestaltet sein, dass sie drehend angetrieben werden kann, und die Spindelmutter kann so gestaltet sein, dass sie als Reaktion auf eine Drehbewegung der Spindel in einer linearen Richtung bewegbar ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Spindelmutter so gestaltet sein, dass sie drehend angetrieben werden kann, und die Spindel kann so gestaltet sein, dass sie als Reaktion auf eine Drehbewegung der Spindelmutter in einer linearen Richtung bewegbar ist.
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Gemäß manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Spindel einen Flansch umfassen, und die tellerartige Feder kann zwischen einem Ende der Spindelmutter, das der Spindel zugewandt ist, und einer Oberfläche des Flansches der Spindel, die der Spindelmutter zugewandt ist, positioniert sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder das harte Anschlagen des Bremskolbens an der Spindel/Mutter-Baugruppe verhindern und für einen weichen Anschlag sorgen. Die tellerartige Feder kann einen Stoß auf das Bremssystem verringern, die Haltbarkeit der Spindel/Mutter-Baugruppe erhöhen und die Kosten für das Bremssystem senken.
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Dieser Abriss soll eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorstellen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Dieser Abriss soll nicht die Hauptmerkmale oder die wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands benennen und soll auch nicht verwendet werden, um den Bereich des beanspruchten Gegenstands zu beschränken.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Das Bremssystem mit einer Spindel/Mutter-Baugruppe gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann für einen weichen Anschlag sorgen, da die tellerartige Feder das harte Anschlagen des Bremskolbens an der Spindel/Mutter-Baugruppe verhindert.
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Figurenliste
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Es werden verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:
- 1 ist eine Querschnittsansicht eines Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine Explosionsansicht einer Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine Explosionsansicht einer Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 5-8 zeigen Beispiele für tellerartige Federn für eine Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung;
- 9-11 zeigen eine Draufsicht, eine perspektivische und eine Seitenansicht eines Beispiels einer tellerartigen Feder für eine Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 12-13 und 14 zeigen perspektivische Ansichten von Beispielen für tellerartige Federn für eine Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß noch anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung;
- 15-17 zeigen eine Draufsicht, eine perspektivische und eine Seitenansicht eines Beispiels einer tellerartigen Feder für eine Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
- 18 zeigt eine Explosionsansicht einer Spindel/Mutter-Baugruppe eines Bremssystems gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Einander entsprechende Zahlen und Symbole in den verschiedenen Figuren bezeichnen im Allgemeinen entsprechende Teile, solange nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind so gezeichnet, dass sie die relevanten Aspekte der Ausführungsformen deutlich darstellen, und sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet.
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Bester Modus
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In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der vorliegenden Offenbarung bilden und in denen zur Erläuterung konkrete Ausführungsformen gezeigt sind, mit denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, und es sei klargestellt, dass auch andere Ausführungsformen verwendet werden können und dass strukturelle, logische und elektrische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Bereich der Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführlichen Beschreibung ist daher nicht in einem beschränkenden Sinne aufzufassen, und der Bereich der Erfindung wird nur von den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert. Gleiche Zahlen in den Figuren beziehen sich auf gleiche Komponenten, was aus dem Kontext ihrer Verwendung hervorgehen sollte.
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Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen allgemein ein Bremssystem oder eine Baugruppe, das/die eine Spindel/Mutter-Baugruppe umfasst. Das Bremssystem oder die Baugruppe kann dafür gestaltet sein, eine Bewegung eines Fahrzeugs zu verlangsamen, anzuhalten, zu beschränken und/oder zu verhindern. Das Bremssystem oder die Baugruppe kann dafür gestaltet sein, den Einsatz einer Bremse bzw. eine Bremsung zu bewirken. Ein Bremsung kann eine Bremskraft (d.h. irgendeine Kraft) sein, die eine Drehung eines Rotors verlangsamt, anhält, beschränkt und/oder verhindert, eine Bewegung eines Fahrzeugs verlangsamt, anhält, beschränkt und/oder verhindert oder kann beides sein. Außerdem oder alternativ dazu kann die Bremsung eine Feststellbremskraft (d.h. irgendeine Kraft) sein, die, wenn das Fahrzeug in einer angehaltenen oder geparkten Position ist, eine Drehung eines Rotors beschränken oder verhindern kann, eine Bewegung eines Fahrzeugs beschränken oder verhindern kann oder beides kann. Das Bremssystem oder die Baugruppe kann jedes System oder jede Baugruppe sein, mit dem bzw. mit der die oben genannten Funktionen erfüllt werden können. Zum Beispiel kann die Bremsenbaugruppe ein System mit einander gegenüberliegenden Bremseinrichtungen (d.h. ein Bremssystem mit festem Bremssattel), ein System mit einer schwimmenden Bremseinrichtung (d.h. einem schwimmenden Bremssattel), eine Feststellbremsenbaugruppe oder eine Kombination davon sein. Das Bremssystem oder die Baugruppe kann mit jedem Fahrzeug verwendet werden. Zum Beispiel kann das Bremssystem oder die Baugruppe mit jedem leichten Personenbeförderungsfahrzeug (z.B. einem PKW, einem Truck, einem Geländewagen oder dergleichen) oder jedem schweren Nutzfahrzeug (z.B. einem Full-Size-Truck, einem Van, einem Geländefahrzeug usw.) verwendet werden. Das Bremssystem oder die Baugruppe kann eine Feststellbremsenbaugruppe aufweisen, welche die Funktion haben kann, den Einsatz einer Betriebsbremse, eine Feststellbremskraft oder beides zu erzeugen, wenn das Fahrzeug in einer angehaltenen oder geparkten Position ist. Für die Funktion kann die Feststellbremsenbaugruppe beliebige von den Elementen des Bremssystems oder der Baugruppe verwenden oder enthalten.
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Ein Beispiel für das Bremssystem oder die Baugruppe, implementiert als elektronische Sattelbremse, ist in dem am 25. April 2018 erteilten koreanischen Patent Nr. 10-1853760 offenbart, das durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen wird.
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
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Ein Bremssystem 100 kann einen Bremssattel 102 aufweisen. Der Bremssattel 102 kann so gestaltet sein, dass er beliebige von den Komponenten einer Betriebsbremsenbaugruppe, einer Feststellbremsenbaugruppe oder beides unterbringen oder enthalten und/oder deren Anbringung und Funktion ermöglichen kann. Zum Beispiel kann der Bremssattel 102 so gestaltet sein, dass er für die Bewegung von einem oder mehreren Bremsklötzen oder vorzugsweise von zwei oder mehr Bremsklötzen in Bezug auf einen Rotor sorgt. Der Bremssattel 102 kann sich während einer Bremsung bewegen (d.h. ein schwimmender Bremssattel), oder der Bremssattel 102 kann fixiert sein, so dass sich der Bremssattel 102 während einer Bremsung nicht bewegt (d.h. ein fester Bremssattel). Der Bremssattel 102 kann mit jeder Trägerstruktur jedes Fahrzeugs verbunden sein. Der Bremssattel 102 kann einen oder mehrere Trägerbügel oder Druckplatten zum Koppeln mit bzw. Angreifen an dem einen oder den mehreren Bremsklötzen aufweisen. In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind die Trägerbügel oder Druckplatten 187 um einen Rotor 186 herum so angeordnet, dass ein Bremsklotz 183 auf einer nach innen gewandten Seite des Rotors 186 angeordnet ist und ein anderer Bremsklotz 183 auf einer nach außen gewandten Seite des Rotors 186 angeordnet ist.
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Der Rotor oder die Bremsscheibe 186 kann allgemein kreisförmig sein und kann sich durch den Bremssattel 102 erstrecken, kann zum Teil von dem Bremssattel 102 umgeben sein oder kann beides sein. Vorzugsweise erstreckt sich der Rotor 186 zumindest zum Teil zwischen dem Bremssattel 102, so dass das Reibmaterial von einem oder mehreren Bremsklötzen 183 einer nach innen gewandten Seite des Rotors 186 zugewandt ist und das Reibmaterial von einem oder mehreren Bremsklötzen 183 einer nach außen gewandten Seite des Rotors 186 zugewandt ist. Während Betriebsbremsenbetätigungen kann das Reibmaterial von einem oder mehreren Bremsklötzen 183 in Kontakt mit einer oder mehreren Seiten des Rotors 186 bewegt oder geschoben werden, um die Bremsung (d.h. eine Bremskraft) zu erzeugen, so dass der Rotor 186, das Fahrzeug oder beides verlangsamt, angehalten und/oder beschränkt bzw. an einer Drehung oder Bewegung gehindert wird bzw. werden. Während Feststellbremsenbetätigungen kann das Reibmaterial von einem oder mehreren Bremsklötzen 183 in Kontakt mit der einen oder mehreren Seiten des Rotors 186 bewegt oder geschoben werden, um die Bremsung (d.h. eine Feststellbremskraft) zu erzeugen, so dass die Bewegung bzw. Drehung eines angehaltenen oder geparkten Fahrzeugs oder Rotors beschränkt oder verhindert werden kann.
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Ein oder mehrere Kolben kann bzw. können so gestaltet sein, dass sie einen oder mehrere Bremsklötze in Bezug auf irgendeine Oberfläche des Rotors bewegen, um eine Bremsung zu erzeugen und/oder aufzuheben. Die Bremsung kann irgendeine Kraft sein, wie etwa eine Betriebsbremskraft, eine Feststellbremskraft oder beides. Ein oder mehrere Kolben können sich entlang einer Kolbenachse auf einen Bremsklotz zu oder von diesem weg bewegen. In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Gehäuse 103 des Bremssattels 102 eine Sattelbohrung 104 aufweisen, die einen Bremskolben 110 stützt. Der Bremskolben 110 kann sich in die Sattelbohrung 104 hinein und aus dieser heraus bewegen. Der Bremskolben 110 kann die Sattelbohrung 104 in dem Bremssattel 102 abdichten, so dass Fluid in dem Bremssattel 102, dem Bremskolben 110 oder beiden eingeschlossen ist. Der Bremskolben 110 kann eine ausreichende Festigkeit aufweisen, damit der Bremskolben 110 über irgendein Fluid, über irgendeine mechanische Vorrichtung oder Verbindung, wie etwa eine Spindelmutter und eine Spindel, oder eine Kombination davon zu den Bremsklötzen 183 hin oder von diesen weg bewegt werden kann. Vorzugsweise wird der Bremskolben 110 während einer Bremsung über einen Fluiddruck (d.h. ein Bremsfluid) zu den Bremsklötzen 183 hin oder von diesen weg bewegt. Vorzugsweise wird der Bremskolben 110 während des Einsatzes einer Feststellbremse über einen Stellantrieb 190, wie etwa eine Motorgetriebebaugruppe, die mit einer Verbindungseinrichtung, die eine Spindelmutter und eine Spindel einschließt, verbunden ist, und/oder einen Motor zu den Bremsklötzen 183 hin oder von diesen weg bewegt. Der Bremskolben 110 kann aufweisen: ein vorderes Ende (wie etwa einen Kopf 113), das allgemein flach sein kann, um an einem oder mehreren Bremsklötzen 183 angreifen zu können und diesen bzw. diese zu dem Rotor 186 hin oder von diesem weg bewegen zu können, und ein hinteres Ende, das ein Aufnahme (wie etwa eine Bohrung 116) zum Aufnehmen eines Fluids, zum Koppeln mit einer Komponente einer mechanischen Verbindung, wie etwa einer Spindelmutter, oder für eine Kombination von beidem aufweisen kann. Das vordere Ende des Bremskolbens 110 kann direkt oder indirekt an der Druckplatte 187 des Bremsklotzes 183 angebracht oder angekoppelt sein, oder das vordere Ende des Bremskolbens 110 kann lösbar oder selektiv an dem Trägerbügel 187 angreifen, nachdem sich der Bremskolben 110 so bewegt hat, dass er mit dem Trägerbügel 187 in Kontakt kommt. Die Aufnahme des Bremskolbens 110 kann gerillt (z.B. mit einem Gewinde versehen) sein und kann mit einer passenden gerillten (z.B. mit Gewinde versehenen) Spindelmutter oder Spindel einer Spindel/Mutter-Baugruppe (wie etwa 130) in Eingriff stehen.
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Das Bremssystem 100 kann beispielsweise, aber nicht als Beschränkung gemeint, ein kombinierter Betriebs- und Feststellbremsenapparat sein.
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Wenn es als Betriebsbremse eines Fahrzeugs fungiert, kann das Bremssystem 100 mittels Hydraulik betätigt werden. Unter Druck stehendes Hydraulikfluid wird zu einer Fluidkammer 180 geliefert, die mit einer hohlen Innenregion (z.B. einer Bohrung 116) des Bremskolbens 110 verbunden ist. Der Bremskolben 110 kann eine hohlzylindrische Komponente sein, die an einem ihrer Enden auf fluiddichte Weise verschlossen ist. Im Falle eines Druckanstiegs in der Fluidkammer 180 wird der Bremskolben 110 in Richtung des Rotors 186 bewegt, um die Bremsklötze 183 an dem Rotor 186 anzustellen.
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Das Bremssystem 100 weist auch einen Feststellbremsenteil oder eine Feststellbremsenbaugruppe auf, der bzw. die eine Spindel/Mutter-Baugruppe 130 und einen Stellantrieb 190 aufweisen kann. Zum Beispiel kann die Feststellbremse zum sogenannten MOC-Typ (Bremssattel mit zusätzlichem Motor) gehören, bei dem eine Anforderung eines Fahrers oder Bedieners nach Betätigung der Feststellbremse mittels eines elektrischen Signals an eine Steuerung übertragen wird, die einen Motor 196 betätigt, um die Feststellbremse mechanisch in Eingriff zu bringen.Der Bremssattel 102 des Bremssystems 100 wird befestigt und mechanisch verrastet.
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Für ein drehendes Antreiben der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 ist es möglich, beispielsweise einen Elektromotor zu verwenden, der in der Lage ist, seine Drehbewegung mittels einer Abtriebswelle, die auf komplementäre Weise zu der Drehverbindung ausgebildet ist, auf eine Spindel oder die Spindelmutter der Spindel/Mutter-Baugruppe zu übertragen. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der Stellantrieb 190 mit der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 verkoppelt, um eine Drehkraft bereitzustellen. Der Stellantrieb 190 kann den Motor 196 umfassen. Zum Beispiel ist der Elektromotor 196 als Gleichstrommotor ausgeführt.
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Der Stellantrieb 190 kann optional eine Getriebe 193 aufweisen. Das Getriebe 193 kann zwischen der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 und dem Motor 196 angeordnet sein, so dass das Drehmoment, das von dem Motor 196 erzeugt wird, erhöht oder gesenkt werden kann, bevor das Drehmoment an die Spindel/Mutter-Baugruppe 130 übermittelt wird. Zum Beispiel ist ein Ausgang des Getriebes 193 mit einem hinteren Abschnitt der Spindel 133 gekoppelt und das Getriebe 193 dreht die Spindel 133. Das Getriebe 193 kann ein oder mehrere Zahnräder, wie unter anderem ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Planetenrad und jede Art geeigneter Zahnräder aufweisen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das Antreiben der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 auf drehbare Weise mittels einer Getriebemotoreinheit mit einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe beschränkt. Als Alternative kann die Spindel/Mutter-Baugruppe 130 auf drehbare Weise durch einen Riemen oder durch einen Kraftübertragungsmechanismus durch (mindestens) einen Hebel, mit einem Kabel oder einem ähnlichen Kraftübertragungsmechanismus angetrieben werden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann es sein, dass der Stellantrieb 190 das Getriebe 193 nicht aufweist, und die Antriebswelle des Elektromotors 196 kann direkt mit dem hinteren Abschnitt der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 gekoppelt sein.
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Die Spindel/Mutter-Baugruppe 130 ist so gestaltet, dass sie die von dem Stellantrieb 190 bereitgestellte Drehkraft in eine lineare oder translatorische Bewegung umwandelt, um auf diese Weise den Bremskolben 110 zum Rotor 186 hin zu bewegen und die Bremsklötze 183 gegen den Rotor 186 zu drücken. Die Spindel/Mutter-Baugruppe 130 kann eine Spindel und eine Spindelmutter umfassen. 1-3 stellen ein Beispiel dar, wo ein Element 133 der Spindel/Mutter-Baugruppe, das dem Stellantrieb 190 benachbart ist, eine Spindel ist und ein anderes Element 136 der Spindel/Mutter-Baugruppe, das dem Bremskolben 110 benachbart ist, eine Spindelmutter ist. Jedoch ist die Spindel/Mutter-Baugruppe 130 gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf diese Anordnung oder irgendeine bestimmte Art von Spindel/Mutter-Baugruppe beschränkt, und andersartige Designs der Spindel/Mutter-Baugruppe können gewählt werden, was ein Fachmann erkennen wird. Wie in 18 gezeigt ist, kann das eine Element 133 der Spindel/Mutter-Baugruppe als Spindelmutter implementiert sein und kann das andere Element 136 der Spindel/Mutter-Baugruppe als Spindel implementiert sein.
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Die Spindelmutter 136 kann wirkmäßig mit dem Bremskolben 110 gekoppelt sein, so dass sich ein oder mehrere Bremsklötze 183 in Bezug auf den Rotor 186 bewegen können, um einen Bremsung (d.h. eine Feststellbremskraft) zu erzeugen und/oder aufzuheben. Die Spindelmutter 136 kann über jede geeignete Kopplung oder Anbringung mit dem Bremskolben 110 in Eingriff stehen. Zum Beispiel kann die Kopplung eine Gewindekopplung, eine Gleitkopplung, ein Formschluss, eine dauerhafte Kopplung, eine lösbare Kopplung, eine Verkeilung, dergleichen oder eine Kombination davon sein. Die Spindelmutter 136 kann zumindest zum Teil in der Bohrung 116 des Bremskolbens 110 aufgenommen sein. Eine Bewegungskraft, die von dem Stellantrieb 190 durch die Spindel 133 geliefert wird, kann an die Spindelmutter 136 angelegt werden, so dass sich der Bremskolben 110 entlang einer Kolbenachse in Bezug auf den Bremsklotz 183 bewegen kann. Die Spindelmutter 136 kann sich zumindest zum Teil in Bezug auf die Kolbenbohrung 116 bewegen, ohne dass sich der Bremskolben 110 und/oder die Bremsklötze 183 tatsächlich zum Rotor 186 hin bewegen (d.h. eine Lücke kann sich zwischen der Spindelmutter 136 und der Kolbenbohrung 116 erstrecken). Anders ausgedrückt kann die Spindelmutter 136 über eine bestimmte Strecke axial innerhalb der Kolbenbohrung 116 bewegt werden, bevor die Spindelmutter 136 den Kolben 110 und/oder den Bremsklotz 183 tatsächlich bewegt. Die Spindelmutter 136 kann entlang einer Kolbenachse innerhalb der Kolbenbohrung 116 verschoben werden, innerhalb der Kolbenbohrung 116 gedreht werden oder es ist eine Kombination davon möglich, um den Kolben 110, den Bremsklotz 183 oder beide in Bezug auf den Rotor 186 zu bewegen. Genauer kann die Spindelmutter 136 in einer ersten Richtung (d.h. einer Entsperrrichtung) verschoben oder gedreht werden, um den Bremsklotz 183 zum Rotor 186 hin zu bewegen oder diesem anzunähern, um die Bremsung zu erzeugen. Und die Spindelmutter 136 kann in einer entgegengesetzten Richtung (d.h. einer Sperrrichtung) verschoben oder gedreht werden, um den Bremsklotz 183 vom Rotor 186 weg zu bewegen, um die Bremsung aufzuheben. In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird in Betracht gezogen, dass die Spindelmutter einstückig mit dem Bremskolben oder der Spindel ausgebildet sein kann oder dass eine Kombination davon möglich ist.
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Die Spindel 133 kann wirkmäßig mit der Spindelmutter 136 in Eingriff stehen bzw. gekoppelt sein. Die Spindel 133 kann mit dem Stellantrieb 190 kommunizieren und kann mit der Spindelmutter 136 zusammenwirken, um eine von dem Stellantrieb 190 her empfangene Drehkraft in eine lineare Kraft zu übersetzen, um den Bremskolben 110 entlang der Kolbenachse zu bewegen. Die Spindel 133 kann über jede geeignete Kopplung oder Anbringung mit der Spindelmutter 136 gekoppelt werden, um die oben genannten Funktionen/Arbeitsschritte durchzuführen. Zum Beispiel kann die Kopplung eine Gewindekopplung sein. Dafür kann jede von der Spindel 133 einen oder mehrere Gewindeabschnitte aufweisen. Die Spindel 133 kann in einer ersten Richtung (d.h. einer Entsperrrichtung) gedreht oder verschoben werden, um die Spindelmutter 136, den Bremskolben 110 und/oder den Bremsklotz 183 zum Rotor 186 hin zu bewegen, um einen Bremsung zu erzeugen. Und die Spindel 133 kann in einer entgegengesetzten Richtung (d.h. einer Sperrrichtung) gedreht oder verschoben werden, um die Spindelmutter 136, den Bremskolben 110 und/oder den Bremsklotz 183 vom Rotor 186 weg zu bewegen, um die Bremsung aufzuheben. Auch hier liegt es im Bereich dieser Offenbarung, dass die Spindel, die Spindelmutter und/oder der Bremskolben ein und dieselbe Komponente sein können.
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Der Motor 196 ist so gestaltet, dass er im Betrieb eine Feststellbremskraft erzeugt, um ein Drehmoment hervorzubringen, das bewirkt, dass sich die Spindel 133 in einer Eingriffsrichtung dreht. Die Drehung der Spindel 133 in der Eingriffsrichtung bewirkt, dass sich die Spindelmutter 136 axial in einer Eingriffsrichtung zu dem Bremskolben 110 hin bewegt. Wenn die Spindelmutter 136 infolge ihrer Drehung von der Spindel 133 abgeschraubt wird, kommt die Vorderseite des Mutternkopfes 137 mit der Innenseite eines Kolbenbodens 113 des Bremskolbens 110 in Kontakt. Nachdem die Spindelmutter 136 an der Innenseite des Kolbenbodens 113 des Bremskolbens 110 angegriffen hat, bewirkt eine weitere Drehung der Spindel 133, dass die Spindelmutter 136 den Bremskolben 110 und somit die Bremsklötze 183 axial gegen den Rotor 186 bewegt. In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung können die Vorderseite des Spindelmutterkopfs 137 und die Innenseite des Kolbenbodens 113 im Hinblick auf ihre Form auf komplementäre Weise ausgebildet sein, so dass der Mutternkopf 137 über einer großen Fläche aufgelegt und somit auf materialsparende Weise an dem Bremskolben 110 angelegt werden kann, wodurch eine gute Übertragung hoher Haltekräfte möglich ist.
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Um eine Feststellbremskraft, die infolge einer Vergrößerung der Länge der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 gehalten wird, aufzuheben, kann der Motor 196 ein Drehmoment erzeugen, das bewirkt, dass sich die Spindel 133 in einer Aufhebungsrichtung dreht. Die Aufhebungsrichtung kann eine Richtung sein, die der Eingriffsrichtung entgegengesetzt ist. Die Drehung der Spindel 133 bewirkt, dass sich die Spindelmutter 136 in der Aufhebungsrichtung bewegt. Die Spindelmutter 136 wird dann zurück auf die Spindel 133 geschraubt und der Spindelmutternkopf 137 löst sich von der Innenseite des Kolbenbodens 113, mit der Folge, dass keine Haltekraft mehr auf den Bremskolben 110 übertragen wird. Demgemäß bewegt sich der Bremskolben 110 weg von dem einwärts liegenden Bremsklotz 183 und bewegt sich der einwärts liegende Bremsklotz 183 weg von dem Rotor 186, wodurch die Anpresskraft aufgehoben wird.
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Jedoch muss die lineare Bewegung der Spindelmutter 136 in Richtung auf die Spindel 133 in einer bestimmten Position angehalten werden.
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Wie in 4 gezeigt ist, kann zum Anhalten oder Begrenzen der Bewegung der auf die Spindel 133 gerichteten Bewegung der Spindelmutter 136 zum Beispiel ein Anschlagsflansch 134 der Spindel 133 einen Zahn 138 aufweisen, der von der Vorderfläche des Flansches 134 axial zum vorderen Teil der Spindel 133 vorsteht, und die Spindelmutter 136 kann eine Kerbe 139 aufweisen, die an einem hinteren Ende der Spindelmutter 136 ausgebildet ist. Wenn die Kerbe 139 der Spindelmutter 136, die zurück auf die Spindel 133 geschraubt wird, den Zahn 138 berührt, der an dem Flansch 134 der Spindel 133 ausgebildet ist, kann die auf die Spindel 133 gerichtete lineare Bewegung der Spindelmutter 136 angehalten werden. Jedoch kann dieser harte Anschlagsmechanismus Geräusche erzeugen und eine begrenzte Lebensdauer haben.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann bzw. können der Zahn 138, der an dem Flansch 134 der Spindel 133 ausgebildet ist, und/oder die Kerbe 139 der Spindelmutter 136 weggelassen werden. Um einen weichen Anschlag an der Position der Spindelmutter 136, die eine vollständige Aufhebung bzw. Lösung bewirkt, bereitzustellen, kann eine tellerartige Feder 140 zwischen der Spindel 133 und der Spindelmutter 136 angeordnet werden und wirken. Die tellerartige Feder 140 kann so gestaltet sein, dass sie eine lineare Ablenkkraft bereitstellt. Zum Beispiel kann die tellerartige Feder 140 so gestaltet sein, dass sie aufgrund einer elastischen Verformung eine Federkraft gegen die auf die Spindel 133 gerichtete lineare Bewegung der Spindelmutter 136 bereitstellt. Demgemäß kann die tellerartige Feder 140 den harten Anschlag der Spindelmutter 136 an der Spindel 133 verhindern.
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In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder 140 zwischen einem Ende der Spindelmutter 136, das der Spindel 133 zugewandt ist, und einem vorstehenden Teil oder Vorsprung 134 der Spindel 133 positioniert sein. Der vorstehende Teil oder Vorsprung 134 der Spindel 133 kann eine Struktur aufweisen, die von einer Umfangsfläche der Spindel 133 in einer radialen Richtung vorsteht oder vorspringt. Der vorstehende Teil oder Vorsprung 134 kann beispielsweise, aber nicht als Beschränkung gemeint, als Anschlagsflansch implementiert sein, der ein vorstehender flacher Rand oder Rahmen oder eine Rippe an einem Objekt sein kann. Der vorstehende Teil 134 der Spindel 133 kann so gestaltet sein, dass er die tellerartige Feder 140 stützt und die lineare Bewegung der Spindelmutter 136 in Bezug auf die Spindel 133 anhält oder begrenzt, wenn ein Teil der Spindelmutter 136 (z.B. ein Ende der Spindelmutter 136, das der Spindel 133 zugewandt ist), das sich zur Spindel 133 hin bewegt, den vorspringenden Teil 134 der Spindel 133 erreicht.
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Wenn die eingerastete Fahrzeugbremse gelöst wird, wird die Spindelmutter 136 zum Beispiel zurück auf die Spindel 133 geschraubt und von dem Bremskolben 110 weg bewegt. Wenn ein Teil der Spindelmutter 136 (z.B. ein Ende der Spindelmutter 136, das der Spindel 133 zugewandt ist), nahe an den vorstehenden Teil 134 der Spindel 133 bewegt wird, wirkt die tellerartige Feder 140 gegen den Teil der Spindelmutter 136, so dass die Spindelmutter 136 die sich zu der Spindel 133 bewegt, weich in Bezug auf die Spindel 133 angehalten werden kann.
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Die tellerartige Feder 140 kann eine gekrümmte Platte 142 umfassen, die eine darin ausgebildete zentrale Öffnung 144 radial umgibt. Die Spindel 133 kann in der zentralen Öffnung 144 der tellerartige Feder 140 angeordnet sein. Zum Beispiel umfasst die tellerartige Feder 140 eine oder mehrere Tellerscheiben.
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Die tellerartige Feder 140 kann eine einzelne Tellerscheibe sein. Ein Beispiel für die einzelne Tellerscheibe ist in 5 dargestellt. Alternativ dazu kann die tellerartige Feder 140 die Mehrzahl von gestapelten Tellerscheiben aufweisen, wie etwa Tellerscheiben, die parallel gestapelt sind (in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, siehe 6), und Tellerscheiben, die in Reihe gestapelt sind (in abwechselnden Richtungen ausgerichtet sind, siehe 7), und Tellerscheiben, die in einer Kombination aus in Reihe und parallel gestapelt sind (siehe 8).
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In einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die tellerartige Feder 140 eine oder mehrere Belleville-Tellerscheiben. 9-11 zeigen Draufsichten, perspektivische und Seitenansichten eines Beispiels für die Belleville-Tellerscheibe. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und es können verschiedene Arten von Tellerscheiben auf die vorliegende Offenbarung angewendet werden.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst die tellerartige Feder 140 eine asymmetrisch gekrümmte Tellerscheibe. Wie in 1 und 3 gezeigt ist, kann zum Beispiel eine Stelle der Tellerscheibe 140 in einer ersten Richtung (z.B. einer Richtung hin zu der Spindel 133) gekrümmt sein, und eine andere Stelle der Tellerscheibe 140 kann in einer zweiten Richtung (z.B. einer Richtung hin zu der Spindelmutter 136) gekrümmt sein, so dass die Tellerscheibe 140 in Bezug auf eine Oberfläche des vorstehenden Teils 134 der Spindel 133, die der Tellerscheibe 140 zugewandt ist, und/oder eine Oberfläche der Spindelmutter 136, welche die Tellerscheibe 140 berühren kann, abgewinkelt ist. In diesem Beispiel kann die Tellerscheibe 140 im unkomprimierten Zustand so angeordnet sein, dass sie nicht parallel ist zu einer Oberfläche des vorstehenden Teils 134 der Spindel 133, die der Tellerscheibe 140 zugewandt ist, und/oder einer Oberfläche der Spindelmutter 136, welche die Tellerscheibe 140 berühren kann.
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In einem dritten Ausführungsbeispiel umfasst die tellerartige Feder 140 eine Wellenscheibe mit einer Wellenform in einer axialen Richtung der Spindel/Mutter-Baugruppe 130. 12 stellt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine einzelne Wellenscheibe dar. 13 stellt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für die Mehrzahl von gestapelten Wellenscheiben dar.
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In einem vierten Ausführungsbeispiel umfasst die tellerartige Feder 140 eine Tellerscheibe mit einer Spiralform, die an einer Stelle geteilt ist. 14 stellt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für die geteilte Tellerscheibe bzw. einen Federring dar.
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In einem fünften Ausführungsbeispiel umfasst die tellerartige Feder 140 eine Tellerscheibe, die in einer axialen Richtung der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 symmetrisch gekrümmt ist. 15-17 zeigen Draufsichten, perspektivische und Seitenansichten eines Beispiels für die symmetrisch gekrümmte Tellerscheibe.
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Es können auch verschiedene andere tellerartigen Federn verwendet werden, einschließlich einer beliebigen Tellerfeder mit elastischen Eigenschaften oder einer beliebigen Tellerfeder mit einer beliebigen Kombination von oben beschriebenen Tellerscheiben.
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Die Spindel/Mutter-Baugruppe 120 kann ferner einen Abstandhalter 160 aufweisen. Der Abstandhalter 160 kann auf einem Stab der Spindelmutter 136 und/oder der Spindel 133 angeordnet sein. Der Abstandhalter 160 nimmt einen Raum gewünschter Größe in der Kolbenbohrung 116 ein, um die Fluidmenge zu verringern, die für eine Bremsung erforderlich ist. Die tellerartige Feder 140 kann zwischen dem Abstandhalter 160 und der Spindel 133 angeordnet sein. Zum Beispiel ist die tellerartige Feder 140 zwischen einem Ende des Abstandhalters 160, das der Spindel 133 zugewandt ist, und einer Oberfläche des vorspringenden Teils 134 der Spindel 133, die der Spindelmutter 136 zugewandt ist, angeordnet.
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Gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die tellerartige Feder 140 das harte Anschlagen des Bremskolbens 110 an der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 verhindern und für einen weichen Anschlag sorgen. Die tellerartige Feder 140 kann einen Stoß auf das Bremssystem 100 verringern, die Haltbarkeit der Spindel/Mutter-Baugruppe 130 erhöhen und die Kosten für das Bremssystem 100 senken.
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Auch wenn die Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben wurden, sei klargestellt, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Bereich der Anmeldung abzuweichen, die von den beigefügte Ansprüchen definiert werden.
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Darüber hinaus soll der Bereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf die speziellen Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, der Herstellung und der Materialzusammensetzung, der Mittel, Verfahren und Schritte, die in der Beschreibung beschrieben sind, beschränkt werden. Wie ein Fachmann aus der Offenbarung ohne Weiteres ableiten kann, können Prozesse, Maschinen, Herstellungsweisen, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte, die bereits existieren oder die noch entwickelt werden und die im Wesentlichen die gleiche Funktion erfüllen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erzielen wie die entsprechenden hierin beschriebenen Ausführungsformen, gemäß den Ausführungsformen und alternativen Ausführungsformen genutzt werden. Demgemäß sollen die beigefügten Ansprüche innerhalb ihres Bereichs solche Prozesse, Maschinen, Herstellungsweisen, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte einschließen.
