DE19703230A1

DE19703230A1 - Magnetostriktive Bremse

Info

Publication number: DE19703230A1
Application number: DE19703230A
Authority: DE
Inventors: Murata Yukio; Hajime Yamada
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Akebono Research and Development Centre Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: DE19703230B4; US5826683A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch beaufschlagte, magnetostriktive Bremse zur Verwendung bei der Bremsung eines Fahrzeuges, und insbesondere auf eine magneto striktive Bremse, welche ein magnetostriktives oder riesen magnetostriktives Element für einen elektrisch beaufschlagten Betätiger benutzt, mit dem Reibmaterialien hin- und herbewegt werden.

Die konventionelle hydraulische Bremse zur Verwendung in Fahrzeugen, die als Antriebsquelle Öldruck benutzt, tendiert zu einer komplizierten Bauweise, da die Anzahl der Teile im Zunehmen begriffen ist, die die hydraulische Verrohrung und einen hydraulischen Regelmechanismus konstituieren.

Obwohl die aktuelle Tendenz zu intelligenten Bremsfunktionen geht, die in zunehmendem Maß durch Installieren eines Anti blockier-Bremssystems, eines Traktions-Steuer-Systems und dergleichen realisiert werden, ist es erforderlich, zu einer derartigen konventionellen hydraulischen Bremse einen elek tro-hydraulischen Steuerkreis hinzuzufügen zum Wandeln eines vorbestimmten elektrischen Signals in eine mechanische Opera tion eines hydraulischen Betätigers unter Ansprechen auf eine Blockier- oder Schlupf-Kondition eines Rades. Aus diesem Grund wird das Steuersystem kompliziert oder wird eine fein fühlige Bremssteuerung schwierig unter dem Einfluß des Ser voeffekts, durch den sich der vorerwähnte Mechanismus aus zeichnet. Dieses Problem ermöglicht es kaum, das Bremssystem intelligent auszulegen.

Vor dem vorerwähnten Hintergrund wurde in jüngster Zeit eine elektrisch beaufschlagte Bremse vorgeschlagen (US-A-5 000 295), bei der zum Erzeugen einer vorbestimmten Bremskraft durch Anpressen von Reibmaterialien an ein drehbares Brems glied ein Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwandelmechanismus oder ein Untersetzungsmechanismus mit einem Drehmotor als An triebsquelle verwendet wird. Vorgeschlagen wird auch eine elektrisch beaufschlagte Bremse (US-A-4 765 140), bei der piezoelektrisches keramisches Material als Antriebsquelle verwendet wird.

In der vorerwähnten, elektrisch beaufschlagten Bremse, in der ein Drehmotor oder ein piezoelektrisches keramisches Material als Antriebsquelle verwendet wird, ergeben sich intelligente Bremsfunktionen aus der Installation eines Anti blockier-Bremssystems und eines Traktions-Steuersystems.

Jedoch zeigt sich bei einer Bremse, die einen Drehmotor als Antriebsquelle verwendet, ein Problem dahingehend, daß die Vorrichtung die Tendenz zu unzweckmäßig großer Dimension zeigt, hervorgerufen durch die Anbringung des Drehbewegungs/ Linearbewegungs-Umwandlungs- oder -Untersetzungs-Mechanismus.

Im Fall der Bremse, die als Antriebsquelle ein piezoelektri sches keramisches Material verwendet, ist es andererseits möglich, die Abmessungen der Bremse zu reduzieren, da die li neare Bewegung, die zum Hin- und Herbewegen der Reibmateria lien benötigt wird, direkt von der Antriebsquelle ableitbar ist, ohne die Notwendigkeit eines Drehbewegungs/Linearbewe gungs-Umwandlungs- oder -Untersetzungs-Mechanismus. Dennoch gibt es auch in diesem Fall ein Problem, da die Versetzbewe gung oder der Hub des piezoelektrischen keramischen Materials klein ist und die Kapazität gering wird, einen Verschleiß der Reibmaterialien zuzulassen.

Ferner verringert die Notwendigkeit einer Vorrichtung zum Be reitstellen einer hohen Spannung die Ladekapazität eines Fahrzeugs.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die im Hinblick auf die vorerwähnten Probleme entstanden ist, liegt darin, eine ma gnetostriktive Bremse zu schaffen, die in der rage ist, ohne weiteres intelligente Bremsfunktionen zu ermöglichen, die aus der Installation eines Antiblockier-Bremssystems und eines Traktions-Steuersystems resultieren, wobei die magnetostrik tive Bremse zweckmäßig ist im Hinblick auf eine Abmessungsre duktion, und in der rage ist, eine größere Versetzbewegung oder einen größeren Hub für die hin- und herzubewegenden Reibmaterialien zu ermöglichen, und die Verschleißkapazität der Reibmaterialien zu steigern. Ein hervorstechendes Ziel besteht ferner darin, nicht nur den Energieverbrauch der Bremse zu reduzieren, sondern auch deren Ansprechverhalten zu verbessern bzw. Ansprechgeschwindigkeit zu steigern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine magnetostriktive Bremse vorgeschlagen, die aufweist: einen elektrisch beauf schlagten Betätiger zum Hin- und Herbewegen von Reibmateria lien in Bezug auf ein drehbares Glied, um auf diese Weise ei ne Bremskraft durch Anpressen der Reibmaterialien gegen das drehbare Glied zu erzeugen, wobei der Betätiger ein magneto striktives Element umfaßt, dessen Länge durch Magnetostrik tion variiert, sobald ein magnetisches Feld darauf aufge bracht wird. Es läßt sich die Bremskraft durch Anpressen der Reibmaterialien erzielen. Eine elektromagnetische Spule ist vorgesehen zum Aufbringen des magnetischen Feldes auf das ma gnetostriktive Element proportional zu einer Eingangsspan nung. Ferner ist eine Steuereinheit zum Steuern der Spannung vorgesehen, die auf die elektromagnetische Spule in Überein stimmung mit einer Betätigung eines Bremsbetätigungsteils aufgebracht wird, um eine Operation des Betätigers zu steu ern. Zwischen dem magnetostriktiven Element und den Reibmate rialien ist ein Versetzbewegungs-Vergrößerungsmechanismus ei nes Fluidtyps installiert, der eine Versetzbewegung des ma gnetostriktiven Elementes vergrößert und die vergrößerte Ver setzbewegung auf die Reibmaterialien überträgt.

In der vorerwähnten magnetostriktiven Bremse kann das magne tostriktive Element die Form eines Stabes haben. Eine Längs abmessung des magnetostriktiven Elementes wird variiert in einer Richtung, in der die Reibmaterialien hin- und herbewegt werden, sobald das magnetische Feld auf das magnetostriktive Element aufgebracht wird. Der Versetzbewegungs-Übersetzungs mechanismus kann folgende Komponenten umfassen: einen ein Fluid aufnehmenden Zylinder; einen großdurchmeßrigen Kolben, der durch einen Wandbereich an einer Seite des Zylinders hin durchgreift und mit einem Ende des magnetostriktiven Elemen tes gekuppelt ist und verwendet wird zum Übertragen der Ver setzbewegung des magnetostriktiven Elementes auf das Fluid in dem Zylinder; und einen kleindurchmeßrigen Kolben, der an der anderen Seite des Zylinders durch einen Wandbereich hindurch greift und mit den Reibmaterialien gekuppelt ist und auf die Reibmaterialien die Versetzbewegung überträgt, die von dem großdurchmeßrigen Kolben auf das Fluid übertragen worden ist, wobei eine Vergrößerung der Versetzbewegung des magnetostrik tiven Elementes eingestellt wird durch ein Flächenverhältnis zwischen dem großdurchmeßrigen Kolben und dem kleindurchmeß rigen Kolben.

Weiterhin wird erfindungsgemäß eine magnetostriktive Bremse geschaffen, die aufweist: einen elektrisch beaufschlagten Be tätiger zum Hin- und Herbewegen von Reibmaterialien in Bezug auf ein drehbares Glied, um durch Anpressen der Reibmateria lien gegen das drehbare Glied eine Bremskraft zu erzielen, wobei der Betätiger ein magnetostriktives Element umfaßt, dessen Länge mit Magnetostriktion variiert, sobald ein magne tisches Feld darauf aufgebracht wird, damit die Bremskraft durch Anpressen der Reibmaterialien erzielt werden kann, und eine elektromagnetische Spule zum Aufbringen des magnetischen Feldes auf das magnetostriktive Element proportional zu einer Eingangsspannung; ferner eine Steuereinheit zum Steuern der Spannung, die in der elektromagnetischen Spule wirksam ist in Übereinstimmung mit einer Betätigung eines Bremsbetätigungs teiles, um die Betätigung des Betätigers zu steuern; und schließlich Aufbringeinrichtungen für ein magnetisches Vor spannfeld zum Aufbringen eines vorbelastenden magnetischen Feldes auf das magnetostriktive Element während einer Nicht betätigung der Bremse.

In der vorerwähnten magnetostriktiven Bremse können die Auf bringeinrichtungen für das vorspannende Magnetfeld einen Per manentmagneten umfassen, der um das magnetostriktive Element herum installiert ist, sowie ein magnetisches Material, das benachbart zum Permanentmagneten angeordnet ist. Auch ist es möglich, nur den Permanentmagneten um das magnetostriktive Element herum zu installieren, um die Aufbringeinrichtungen für das vorspannende Magnetfeld zu konstituieren.

Weiterhin können Aufbringungseinrichtungen für eine Vorspan nung vorgesehen sein zum Aufbringen einer vorbestimmten Vor spannung auf das magnetostriktive Element.

Mit der vorerwähnten Anordnung gemäß der Erfindung wird das magnetostriktive Element, das sich mittels Magnetostriktion ausdehnt und zusammenzieht, als Antriebsquelle zum Hin- und Herbewegen der Reibmaterialien in Bezug auf das drehbare Glied und für Bremszwecke verwendet. Durch Ausdehnen und Kon trahieren des stabförmigen magnetostriktiven Elementes in der Richtung, in der die Reibmaterialien hin- und herbewegt wer den durch Aufbringen des magnetischen Feldes auf das magneto striktive Element ist es beispielsweise möglich, die lineare Bewegung zu erzielen, die für die Reibmaterialien notwendig ist, um diese hin- und hergehend zu bewegen, und zwar direkt unter Ableitung der Versetzbewegung des als Antriebsquelle dienenden magnetostriktiven Elementes.

Da die Ausdehnung und Kontraktion des magnetostriktiven Ele mentes gesteuert werden durch die auf die elektromagnetische Spule aufgebrachte Spannung, die die äußere Peripherie des magnetostriktiven Elementes umgibt, läßt sich die Bremsopera tion direkt elektrisch steuern.

Weiterhin kann das Ausmaß der Ausdehnung und Kontraktion des magnetostriktiven Elementes unmittelbar vergrößert werden durch intensivieren eines elektrischen oder elektromagneti schen Feldes, das auf das magnetostriktive Element aufge bracht wird, d. h., durch Steigern einer Spannung, die die elektromagnetische Spule beaufschlagt. Im Vergleich mit dem Fall eines piezoelektrischen keramischen Materials kann die Versetzbewegung zum Hin- und Herbewegen der Reibmaterialien größer eingestellt werden, so daß der Energieverbrauch nied rig gehalten wird.

Da die Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes durch den Versetzbewegungs-Vergrößerungs-Mechanismus vergrößert wird, ehe die Versetzbewegung auf die Reibmaterialien über tragen wird, kann die Versetzbewegung zum Hin- und Herbewegen der Reibmaterialien größer eingestellt werden als die Ver setzbewegung des magnetostriktiven Elementes selbst.

Wenn ein riesen-magnetostriktives Element in einem derartigen Status gehalten wird, daß ein vorbestimmtes Ausmaß an Aus gangsspannung auf das Element aufgebracht worden ist, durch Einwirkung des Vorspannungsmagnetfeldes auf das riesen magnetostriktive Element während des Nichtbetriebs der Brem se, kann die Quantität der Spannung oder Belastung, welche das riesen-magnetostriktive Element in Bezug auf eine Varia tion der Intensität des Magnetfeldes erzeugt, das von der elektromagnetischen Spule während der Operation der Bremse erzeugt wird, vergrößert werden. Damit kann nicht nur das An sprechverhalten des riesen-magnetostriktiven Elementes in Be zug auf Variationen der Intensität des Magnetfeldes verbes sert werden, sondern auch das Ansprechverhalten, das zum Er zielen einer vorbestimmten Versetzbewegung des Teiles des Be tätigers erreicht wird. Wenn weiterhin das riesen-magneto striktive Element in einem solchen Status gehalten wird, daß eine vorbestimmte Quantität initialer Belastung darauf aufge bracht wird durch Aufbringen des vorspannenden Magnetfeldes auf das riesen-magnetostriktive Element bei nichtbetätigter Bremse, läßt sich der Verbrauch elektrischer Energie reduzie ren, die erforderlich ist, um eine vorbestimmte Quantität in itialer Belastung des riesen-magnetostriktiven Elementes wäh rend der Operation der Bremse zu erzielen. Das Ausmaß der Be lastung, die von dem riesen-magnetostriktiven Element erzeugt wird, läßt sich weiterhin steigern durch Aufbringen einer vorbestimmten Vorspannung auf das riesen-magnetostriktive Element.

Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Hauptteiles einer magnetostriktiven Bremse als eine erste Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Hauptteiles einer magnetostriktiven Bremse als eine zweite Aus führungsform der Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Intensität von Magnetfeldern und Schub kraft-Charakteristika sowie eine Belastungsquantität von riesen-magnetostriktiven Elementen in Bezug auf eine Vorspannung illustriert, die auf riesen-magnetostriktive Elemente in einer magnetostrik tiven Bremse gemäß der Erfindung aufgebracht wird;

Fig. 4 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen Inten sitäten der Magnetfelder und dem Ausmaß eines Schubes illustriert, der in den riesen-magneto striktiven Elementen im Hinblick auf eine Vor spannung erzeugt wird, die auf die riesen-magneto striktiven Elemente in der magnetostriktiven Bremse gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht wird;

Fig. 5 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der In tensität der Magnetfelder, die auf riesen-magneto striktive Elemente aufgebracht werden, und den Be lastungsausmaß illustriert, das erzeugt wird in den riesen-magnetostriktiven Elementen in der magnetostriktiven Bremse gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Hauptteiles einer mag netostriktiven Bremse als eine dritte Ausführungs form der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Hauptteiles einer magneto striktiven Bremse als eine erste Ausführungsform der vorlie genden Erfindung.

Die magnetostriktive Bremse 1 ist ausgebildet als eine Fahr zeug-Scheibenbremse und umfaßt eine Bremsscheibe (Rotor) 2 als einen Bremsrotor, Bremsbeläge 3 als Reibmaterialien zum Erzeugen einer Bremskraft, sobald die Bremsbeläge 3 gegen die Bremsscheibe 2 angepreßt werden, einen elektrisch beauf schlagbaren Betätiger 4 zum Hin- und Herbewegen der Bremsbe läge 3 bezüglich der Bremsscheibe 2, einen Versetz bewegungs-Vergrößerungsmechanismus 5 eines Fluidtyps zum Vergrößern der durch den Betätiger 4 erzeugten Versetzbewegung und zum Über tragen der Versetzbewegung auf die Bremsbeläge 3, und eine Steuereinheit (ECU) 8 zum Steuern der Operation des Betäti gers 4 unter Ansprechen auf die Betätigung eines Bremspedals 6, das einen Bremsbetätigungsteil repräsentiert.

Ein Paar Bremsbeläge 3 sind vorgesehen zum Halten der Brems scheibe 2 zwischen ihnen. Die Bremsbeläge 3 sind abgestützt durch eine Bremszange 10, die Stützglieder für die Reibmate rialien definiert, so daß die Bremsbeläge 3 bezüglich der Bremsscheibe 2 hin- und herbeweglich (vor- und rückwärts) sind. Die Bremszange 10 ist als schwimmende Bremszange ausge bildet und ist an den Reibmaterial-Stützgliedern mittels ei nes Paares von Gleitzapfen (nicht gezeigt) verschiebbar fi xiert. Wird der Betätiger 4 angetrieben, dann preßt der Bremsbelag 3 auf der linken Seite von Fig. 1 sich gegen die linke Seite der Bremsscheibe 2, während der Bremsbelag 3, der an einem Bremszangen-Schenkelabschnitt 10a an der rechten Seite in Fig. 1 angeordnet ist, gegen die rechte Seite der Bremsscheibe 2 gepreßt wird, und zwar aufgrund der Reaktions kraft aus dem linksseitig aufgebrachten Druck.

Der Betätiger 4 umfaßt ein magnetostriktives Element 12 und eine im wesentlichen zylindrische elektromagnetische Spule 14. Das magnetostriktive Element 12 hat die Form eines Stabes mit einem Ende (das linke Ende in Fig. 1), das durch die Bremszange 10 festgehalten wird. Das andere Ende ist gekup pelt mit einem großdurchmeßrigen Kolben 11, der einen Ver setzbewegungs-Vergrößerungs-Mechanismus 5 bildet. (Tatsäch lich steht der Stab nur mit dem Kolben in Kontakt.) Zwischen dem Kolben 11 und dem Stab ist ein Joch 7 angeordnet. Die axiale Länge des magnetostriktiven Elementes 12 variiert, so bald ein magnetisches Feld darauf aufgebracht wird. Die elek tromagnetische Spule 14 ist in der Bremszange 10 derart fest gelegt, daß sie die äußere Peripherie des magnetostriktiven Elementes 12 umschreibt und das magnetische Feld auf das ma gnetostriktive Element 12 proportional zu einer Eingangsspan nung aufbringt.

Wird das Bremspedal 6 durch den Fahrer niedergedrückt, dann erhält die Steuereinheit (ECU) 8 einen Hub, der sich aus der Niederdrückbewegung des Bremspedals 6 ergibt, oder wird die Steuereinheit über die Niederdrückkraft mittels eines bekann ten Sensors 16 informiert. Der Versetzbewegungs-Vergröße rungs-Mechanismus 5 des Fluidtyps ist versehen mit einem Zy linder 21, der an der Bremszange 10 geformt und ein Fluid 20 enthält. Der großdurchmeßrige Kolben 11 durchsetzt eine Wand des Zylinders 21 und ist mit dem anderen Ende des magneto striktiven Elementes 12 gekuppelt, um die Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes 12 auf das Fluid 20 im Zylinder 21 zu übertragen. Ein kleindurchmeßriger Kolben 23 durchsetzt den anderen Wandabschnitt des Zylinders 21 und ist mit den Bremsbelägen 3 gekuppelt. Er wird verwendet zum Übertragen der Versetzbewegung auf die Bremsbeläge 3, welche Versetzbe wegung von großdurchmeßrigen Kolben 11 auf das Fluid 20 über tragen worden ist. Der Versetzbewegungs-Ver größerungs-Mechanismus 5 des Fluidtyps ist ferner so angeordnet, daß das Vergrößerungsverhältnis der Versetzbewegung auf einen ge wünschten Wert eingestellt werden kann durch entsprechende Ausbildung des Flächenverhältnisses zwischen dem großdurch meßrigen Kolben 11 und dem kleindurchmeßrigen Kolben 23. Die se beiden Kolben werden benutzt, um auf das Fluid 20 im Zy linder 21 Druck auszuüben.

Bremsöl kann beispielsweise als das Fluid 20 benutzt werden, und bildet ein im Zylinder 21 eingeschlossenes, inkompres sibles, wärmeresistentes Fluid.

An den jeweiligen Gleitabschnitten der Kolben 11, 23 im Zy linder 21 sind Dichtungsglieder 24 zum Verhindern einer Leckage des Fluides 20 vorgesehen.

Die Steuereinheit (ECU) 8 erhält das Signal des Sensors 16 und detektiert die Bremsinstruktion des Fahrers so, daß die Operation des Betätigers 4 zu steuern ist, d. h., daß die Ein gangsspannung für die elektromagnetische Spule 14 in Überein stimmung mit dem Signal des Sensors 16 zu steuern ist.

In anderen Worten verwendet die magnetostriktive Bremse 1 das magnetostriktive Element 12, das sich aufgrund der Magneto striktion ausdehnt und zusammenzieht, als treibende Quelle zum Hin- und Herbewegen der Bremsbeläge 3 in Bezug auf die Bremsscheibe 2. Vorausgesetzt, daß die magnetostriktive Brem se 1 so angeordnet und ausgebildet ist, daß sich das stabähn liche magnetostriktive Element 12 in der Richtung ausdehnen und zusammenziehen kann, in der die Bremsbeläge 3 hin- und herbewegt werden, und zwar durch Aufbringen eines magneti schen Feldes, ist die lineare Bewegung von dem magnetostrik tiven Element 12 als treibende Quelle direkt abnehmbar, die zum Hin- und Herbewegen der Bremsbeläge 3 notwendig ist. Es kann deshalb die magnetostriktive Bremse kompakt aufgebaut sein ohne die Verwendung eines Drehbewegungs/Linearbewegungs- Umwandlungs- oder -Untersetzungs-Mechanismus.

Die Ausdehnung und Kontraktion des magnetostriktiven Elemen tes 12 sind gesteuert mittels der Spannung für die elektroma gnetische Spule 14, welche die äußere Peripherie des magneto striktiven Elementes 12 umgibt. Da das magnetostriktive Ele ment 12 elektrisch und direkt gesteuert werden kann, ist es einfach möglich, intelligente Bremsfunktionen vorzusehen, die aus der Installation eines Antiblockier-Bremssystems und ei nes Traktions-Steuersystems resultieren.

Weiterhin kann das Ausmaß der Ausdehnung und Kontraktion des magnetostriktiven Elementes 12 unmittelbar gesteigert werden durch Intensivieren eines elektrischen oder elektromagneti schen Feldes, das auf das magnetostriktive Element 12 aufge bracht wird, d. h., durch Anheben einer Spannung, die an die elektromagnetische Spule 14 angelegt wird. Im Vergleich mit dem Fall der Bremse mit einem piezoelektrischen keramischen Material kann eine Versetzbewegung (Hub) zum Hin- und Herbe wegen der Bremsbeläge 3 größer gemacht werden und können die Bremsbeläge 3 bei niedrigen Spannungspegeln angetrieben wer den, so daß der Energieverbrauch niedrig gehalten wird.

Da die Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes 12 vergrößert wird durch den Versetzbewegungs-Ver größerungs-Mechanismus 5, ehe die Versetzbewegung auf die Bremsbeläge 3 übertragen wird, läßt sich der Hub zum Bewegen der Bremsbelä ge 3 größer einstellen als der Hub des magnetostriktiven Ele mentes 12. Deshalb kann der für die Bremsbeläge 3 erforderli che Hub erreicht werden mit einem kleineren magnetostriktiven Element 12 oder läßt sich die zulässige Verschleiß-Kapazität der Reibmaterialien verbessern bzw. erhöhen durch Einstellen des Bewegungsbereiches der Bremsbeläge 3 auf ein größeres Ausmaß.

Obwohl zum Vergrößern des Hubes des magnetostriktiven Elemen tes 12 und zum Übertragen des vergrößerten Hubes auf die Bremsbeläge 3 verschiedene, bereits bekannte Versetzbewe gungs-Vergrößerungs-Mechanismen brauchbar sind, wird das ge wünschte Betriebsverhalten bei Verwendung des Versetzbewe gungs-Vergrößerungs-Mechanismus 5 eines Fluidtyps nicht nur mit einer kleineren Anzahl von Teilen erreicht, sondern auch mit einer einfachen Konstruktion. Der Mechanismus 5 benutzt zum Einstellen einer Vergrößerung des Hubes das Beaufschla gungsflächen-Verhältnis zwischen dem großdurchmeßrigen Kolben 11 und dem kleindurchmeßrigen Kolben 23, die in dem Fluid 20 den erforderlichen Druck erzeugen, sowie dies aus Fig. 1 bei dieser Ausführungsform der Erfindung zu entnehmen ist.

Die Einstellung oder Wahl des Beaufschlagungsflächen-Verhält nisses zwischen dem großdurchmeßrigen Kolben 11 und dem kleindurchmeßrigen Kolben 23 auf beispielsweise 10 : 1 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung führt dazu, daß der zehnfache Wert des Hubes des magnetostriktiven Elementes 12 auf die Bremsbeläge 3 übertragen werden kann. Bei Verwendung eines magnetostriktiven Elementes, dessen Versetzbewegung bzw. Hub gleich 1,000 PPM und dessen Schaftlänge 10 cm bei einem solchen magnetostriktiven Element 12 ist, kann der Hub der Bremsbeläge auf ca. 1,0 mm gebracht werden, was ein für den Hub der Bremsbeläge 3 ausreichendes Maß ist.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ein stabähnliches magnetostriktives Element 12 verwendet wird, um eine in Längsrichtung ablaufende Magnetostriktion zu erzeugen, ließe sich auch ein magnetostriktives Element ver wenden, mit dem die Magnetostriktion diametral erzeugt wird. Bei Verwendung eines magnetostriktiven Elementes zum Erzeugen diametraler Magnetostriktion wird jedoch eine Modifikation des Versetzbewegungs-Vergrößerungs-Mechanismus eines Fluid typs erforderlich, damit die mit den Bremsbelägen 3 gekuppel ten Kolbenglieder durch das Fluid verlagert werden, welches durch die diametrale Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes unter Druck gesetzt wird.

Weiterhin ist die magnetostriktive Bremse gemäß der vorlie genden Erfindung nicht auf die Scheibenbremse der gezeigten Ausführungsform der Erfindung beschränkt, sondern die Bremse kann auch als Trommelbremse ausgebildet sein.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Hauptteiles einer magneto striktiven Bremse als eine zweite Ausführungsform der Erfin dung. Diese magnetostriktive Bremse hat im wesentlichen die selbe Konstitution wie die magnetostriktive Bremse gemäß dem ersten erläuterten Ausführungsbeispiel. In dem zweiten Aus führungsbeispiel wird anstelle des magnetostriktiven Elemen tes 12 der ersten Ausführungsform ein riesen-magnetostrikti ves Element 12 verwendet. Zwischen dem Joch 7 und der Brems zange 10 wird eine Feder 5 gehalten, die verwendet wird zum Steigern der Belastungsquantität des riesen-magnetostriktiven Elementes 12, während dies erregt wird, und zwar durch Beauf schlagen des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 in der Kompressionsrichtung. Weiterhin ist eine Rückstellfeder 30 für den großdurchmeßrigen Kolben 11 vorgesehen zum Rückstel len des Kolbens in Richtung zum Joch 7.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung sind Aufbrin gungseinrichtungen für ein vorspannendes Magnetfeld zum Auf bringen eines Vorspannungs-Magnetfeldes auf das riesen-magnetostriktive Element 12 bei Nichtbetrieb der Bremse vor gesehen. Diese Einrichtungen sind so ausgebildet, daß ein zy lindrischer Permanentmagnet 28 und ein magnetisches Material 29 so angeordnet sind, daß sie die äußere Peripherie der elektromagnetischen Spule 14 umgeben. Der Permanentmagnet 28 wird zusammen mit dem magnetischen Material 29 eingesetzt, um ein Vorspann-Magnetfeld H_B auf das riesen-magnetostriktive Element 12 aufzubringen.

Wenn eine Last (nachfolgend als eine Vorspannung bezeichnet) vorab auf das riesen-magnetostriktive Element aufgebracht wird, wird die Belastungsquantität des riesen-magnetostrikti ven Elementes größer, d. h., dessen Hub, der sozusagen in dem selben magnetischen Feld erzeugt wird. Deshalb ist die Feder 15 zum Beaufschlagen des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 in der Kompressionsrichtung zwischen dem Joch 7 und der Bremszange 10 installiert bei dieser Ausführungsform der Er findung.

Die Kurven A, B, C in Fig. 3 verdeutlichen die Relation zwi schen der Intensität von magnetischen Feldern und Schubkräf ten im Hinblick auf eine Vorspannung P1, eine Vorspannung P2 doppelt so groß wie P1 und eine Vorspannung P3, die dreimal P1 entspricht. Sobald die Vorspannung auf das riesen-magneto striktive Element aufgebracht wird, wird der im gleichen Magnetfeld erzeugte Hub gesteigert. Wie Fig. 3 jedoch auch erkennen läßt, ist der Schub des riesen-magnetostriktiven Elementes, der in dem gleichen Magnetfeld erzeugt wird, nicht notwendigerweise als hoch effizient zu bezeichnen.

In Fig. 3 wird in der Spule bei einem Stromwert I ein Magnet feld mit der Intensität H_i erzeugt; die Intensität des Vor spann-Magnetfeldes ist H_B; bei der Vorspannung P1 ist der Schub F_i1 aufgrund von H_i ohne das Vorspann-Magnetfeld; bei der Vorspannung P2 ist der Schub F_i2 unter H_i ohne das Vor spann-Magnetfeld; bei der Vorspannung P3 ist der Schub F_i3 unter H_i ohne das Vorspann-Magnetfeld; bei der Vorspannung P3 mit gleichzeitig aufgebrachten Vorspann-Magnetfeld ist der Schub F_B1 unter H_i; bei der Vorspannung P2 mit gleichzeitig aufgebrachten Vorspann-Magnetfeld ist der Schub F_B2 unter H_i; und unter der Vorspannung P3 mit gleichzeitig aufgebrachtem Vorspann-Magnetfeld ist der Schub F_B3 unter H_i.

Eine Kurve X zeigt in Fig. 4 die Relation zwischen der Inten sität H des Magnetfeldes, das auf das riesen-magnetostriktive Element 12 aufgebracht wird, und dem in dem riesen-magneto striktiven Element 12 durch die Intensität H des magnetischen Feldes erzeugten Schub.

Die Kurve X hat gemäß Fig. 4 zwei Wendepunkte a₂, a₃. Der in Bezug auf ein zunehmendes Verhältnis der Intensität des ma gnetischen Feldes erzeugte Schub zeigt eine leicht geneigte Kurve in dem Bereich der Intensität des magnetischen Feldes unterhalb des Wendepunktes a₂. Der in Bezug auf ein zunehmen des Verhältnis der Intensität des magnetischen Feldes erzeug te Schub zeigt eine scharf geneigte Kurve in dem Bereich der Intensität des magnetischen Feldes zwischen den Wendepunkten a₂ und a₃. Weiterhin kehrt der in Bezug auf ein steigendes Verhältnis der Intensität des magnetischen Feldes erzeugte Schub in den Bereich der Intensität des magnetischen Feldes oberhalb des Wendepunktes a₃ wieder zurück zu einer leicht geneigten Kurve.

Mit der normalen Intensität des magnetischen Feldes als das während der Operation der Bremse aufgebrachte magnetische Feld H_i, welche Intensität erzeugt wird durch die elektroma gnetische Spule 14 aufgrund des Stroms, der durch die Steuer einheit 8 unter Ansprechen auf die Betätigung der Bremse zu geführt wird, und mit der Intensität des magnetischen Feldes an dem Wendepunkt a₂ als das Vorspann-Magnetfeld H_B, beginnt die Schubaktion des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 nach der Betätigung der Bremse vom Punkt a₁ auf der Kurve X ohne das Aufbringen des Vorspann-Magnetfeldes H_B, wohingegen unter Aufbringen des Vorspann-Magnetfeldes H_B die Schubaktion des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 nach der Betätigung der Bremse am Wendepunkt a₂ beginnt. Wenn durch die elektro magnetische Spule 14 unter Ansprechen auf die Betätigung der Bremse dieselbe Intensität des magnetischen Feldes aufge bracht wird, dann ist der unter Anwendung des Vor spann-Magnetfeldes H_B erzielbare Schub größer.

In Fig. 4 ist beim Stromwert I die Intensität H_i des in der Spule erzeugten magnetischen Feldes; die Intensität des Vor spann-Magnetfeldes ist H_B; der beim Steigern der Intensität des magnetischen Feldes H von 0 auf H_i erzeugte Schub ist F_i; und der bei Zunahme der Intensität H des magnetischen Feldes von H_B auf 2H_i erzeugte Schub ist F_bi.

Gemäß den Fig. 3 und 4 sind die effizientesten Hub- und Schubcharakteristika erzielbar durch sorgfältiges Selektieren der Intensität H_B des Vorspann-Magnetfeldes und der Vorspan nung der Feder 15, beispielsweise durch annäherndes Ausglei chen einer zunehmenden Quantität des Schubes F mit der Inten sität H des magnetischen Feldes oberhalb der Intensität H_B des Vorspann-Magnetfeldes, d. h., indem der Schub F im wesent lichen proportional zu der Intensität H des magnetischen Fel des oberhalb der Intensität H_B des Vorspann-Magnetfeldes ge macht wird.

Eine Kurve Y zeigt in Fig. 5 die Relation zwischen der Inten sität H des auf das riesen-magnetostriktive Element 12 aufge brachten Magnetfeldes und der magnetischen Spannung ξ, die aufgrund der Intensität H des magnetischen Feldes in dem rie sen-magnetostriktiven Element 12 erzeugt wird.

Die Kurve Y hat gemäß Fig. 5 zwei Wendepunkte b₂, b₃. Die Quantität der Spannung, die in Bezug auf ein zunehmendes Ver hältnis der Intensität des magnetischen Feldes erzeugt wird, zeigt eine leicht geneigte Kurve in dem Bereich der Intensi tät des elektromagnetischen Feldes unterhalb des Wendepunkts b₂, was eine langsame Ansprechgeschwindigkeit indiziert. Die Quantität der Spannung, die unter Bezug auf ein zunehmendes Verhältnis der Intensität des magnetischen Feldes erzeugt wird, zeigt in dem Bereich der Intensität des magnetischen Feldes zwischen den Wendepunkten b₂ und b₃ eine scharf ge neigte Kurve. Weiterhin zeigt die Quantität der Spannung, die im Hinblick auf ein zunehmendes Verhältnis der Intensität des magnetischen Feldes erzeugt wird, wieder eine Rückkehr zu ei ner leicht geneigten Kurve in dem Bereich der Intensität des magnetischen Feldes oberhalb des Wendepunktes b₃.

Mit der normalen Intensität des magnetischen Feldes, das wäh rend des Betriebs der Bremse als das magnetische Feld H_i auf gebracht wird, wobei die Intensität erzeugt wird durch die elektromagnetische Spule 14 aufgrund des von der Steuerein heit 8 unter Ansprechen auf die Betätigung der Bremse zuge führten Stromes, und mit der Intensität des magnetischen Fel des am Wendepunkt b₂ als das Vorspann-Magnetfeld H_B, beginnt die Spannungsaktion des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 nach der Betätigung der Bremse am Punkt b₁ auf der Kurve Y ohne die Anwendung des Vorspann-Magnetfeldes H_B, während un ter Aufbringen des Vorspann-Magnetfeldes H_B die Spannungsak tion des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 nach der Betä tigung der Bremse am Wendepunkt b₂ beginnt. Wenn dieselbe In tensität des magnetischen Feldes unter Ansprechen auf die Be tätigung der Bremse durch die elektromagnetische Spule 14 aufgebracht wird, dann ist die Quantität des mit der Anwen dung des Vorspann-Magnetfeldes H_B erzielbaren Spannung grö ßer.

In Fig. 5 wird beim Stromwert I die Intensität H_i des magne tischen Feldes in der Spule erzeugt; liegt die Intensität H_B des Vorspann-Magnetfeldes vor; liegt die magnetische Spannung ξ_i vor, sobald die Intensität H des magnetischen Feldes von 0 auf H_i gesteigert wird; und liegt die magnetische Spannung ξ_Bi vor, sobald die Intensität H_i des magnetischen Feldes aufgebracht wird, nachdem die Intensität H_B des Vor spann-Magnetfeldes einwirkt.

Die magnetostriktive Bremse 1 verwendet das riesen-magneto striktive Element 12, das sich aufgrund von Magnetostriktion ausdehnt und kontrahiert und als treibende Quelle zum Anpres sen der Bremsbeläge 3 gegen die Bremsscheibe 2 fungiert. So lange die magnetostriktive Bremse 1 so angeordnet ist, daß sich das stabartige riesen-magnetostriktive Element 12 in der Richtung unter Einwirkung des magnetischen Feldes ausdehnen kann, ist die zum Anpressen der Bremsbeläge 3 notwendige li neare Bewegung direkt abgreifbar von dem riesen-magnetostrik tiven Element 12, das als treibende Quelle dient. Es kann deshalb die magnetostriktive Bremse kompakt aufgebaut sein ohne Verwendung eines Drehbewegungs/Linearbewegungs-Umwand lungs- oder -Untersetzungs-Mechanismus.

Die Ausdehnung des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 wird gesteuert mittels der Spannung für die elektromagnetische Spule 14, welche die äußere Peripherie des riesen-magneto striktiven Elementes 12 umfaßt. Da das riesen-magnetostrik tive Element 12 elektrisch und direkt gesteuert werden kann, ist es einfach, intelligente Bremsfunktionen vorzusehen, die aus der Installation eines Antiblockier-Bremssystems und/oder eines Traktions-Steuersystems resultieren.

Weiterhin kann das Ausmaß der Ausdehnung des riesen-magneto striktiven Elementes 12 bequem vergrößert werden durch Inten sivieren eines elektrischen oder elektromagnetischen Feldes, das auf das riesen-magnetostriktive Element 12 aufzubringen ist, d. h., durch Anheben einer Spannung, die auf die elektro magnetische Spule 14 aufgebracht wird. Dabei ist der Effekt erzielbar, den Energieverbrauch zu reduzieren. Durch Verwen dung des Vorspann-Magnetfeldes H_B läßt sich der Energiever brauch weiter reduzieren.

Da die Versetzbewegung des riesen-magnetostriktiven Elementes 12 übersetzt wird durch den Versetzbewegungs-Ver größerungs-Mechanismus 5, ehe der Hub des Elementes 12 auf die Bremsbe läge 3 übertragen wird, kann der Hub zum Anpressen der Brems beläge 3 größer eingestellt werden als der Hub des riesen-magnetostriktiven Elementes 12. Zusätzlich verhindert die Verwendung des Hub-Vergrößerungs-Mechanismus 5 eine Beschädi gung des riesen-magnetostriktiven Elementes, das aus extrem fragilem Material gemacht ist. Sobald in der magnetostrikti ven Bremse 1 die Kraft zum Anpressen der Bremsbeläge 3 er zeugt worden ist, verläuft die Deformation des Brems zangen-Klauenbereichs 10a nicht parallel zum Kolbenhub. Sogar wenn eine abgelenkte Last auf den kleindurchmeßrigen Kolben 23 aufgebracht wird, wird diese außermittige oder schräge Bela stung niemals übertragen auf das riesen-magnetostriktive Ele ment 12, da zwischen dem großdurchmeßrigen Kolben 11 und dem kleindurchmeßrigen Kolben 23 in dem Versetzbewegungs-Ver größerungs-Mechanismus 5 bei dieser Ausführungsform der Er findung das Fluid 20 vorhanden ist. Weiterhin ist in dem Ver setzbewegungs-Vergrößerungs-Mechanismus 5 gemäß dieser Aus führungsform der Erfindung der großdurchmeßrige Kolben 11 durch das Dichtglied 24 so gelagert, daß die Wahrscheinlich keit auszuschließen ist, daß eine vertikale Spannung (z. B. aufgrund eines Verklemmens des Kolbens od. dgl.) in der Rich tung verursacht wird, in der das riesen-magnetostriktive Ele ment 12 seinen Hub ausführt.

Obwohl ein Fall beschrieben worden ist, gemäß dem das Vor spann-Magnetfeld H_B erzeugt wird durch Zuführen des vorbe stimmten Stroms zur elektromagnetischen Spule 14 bei Nichtbe trieb der Bremse in der ersten Ausführungsform der Erfindung, ist der zylindrische Permanentmagnet 27 auf eine solche Weise installiert, daß er gemäß Fig. 6 beispielsweise die äußere Peripherie der elektromagnetischen Spule 14 umgibt. Dadurch ist der Permanentmagnet 27 verwendbar zum Aufbringen des Vor spann-Magnetfeldes H_B auf das riesen-magnetostriktive Element 12.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die magnetostriktive Bremse gemäß vorliegender Erfindung kompakt gemacht werden kann, da das als treibende Quelle eingesetzte magnetostriktive Ele ment, das sich durch Magnetostriktion ausdehnt und kontra hiert, zum Hin- und Herbewegen der Reibmaterialien in Bezug auf das drehbare Glied zu Bremszwecken benutzt wird. Die li neare Bewegung, die zum Hin- und Herbewegen der Reibmateria lien erforderlich ist, läßt sich direkt abgreifen von der treibenden Quelle, und zwar ohne Verwenden eines Drehbewe gungs/Linearbewegungs-Umwandlungs- oder -Untersetzungs- Mechanismus.

Da die Ausdehnung und Kontraktion des magnetostriktiven Ele mentes elektrisch und direkt durch die Spannung steuerbar sind, die auf die die äußere Peripherie des magnetostriktiven Elementes umgebende elektromagnetische Spule aufgebracht wird, lassen sich intelligente Bremsfunktionen integrieren, die beispielsweise resultieren aus der Installation eines An tiblockier-Bremssystems und/oder eines Traktions-Steuer systems.

Weiterhin kann das Ausmaß der Ausdehnung und Kontraktion des magnetostriktiven Elementes einfach vergrößert werden durch Intensivieren eines elektrischen oder elektromagnetischen Feldes, das auf das magnetostriktive Element aufzubringen ist, d. h., durch Steigern der auf die elektromagnetische Spu le auf zubringenden Spannung. Im Vergleich mit dem Fall einer Bremse mit einem piezoelektrischen keramischen Material kann der Hub zum Hin- und Herbewegen der Reibmaterialien größer eingestellt werden, so daß die zulässige Verschleißkapazität der Reibmaterialien steigerbar ist.

Da die Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes ver größert wird durch den Fluidtyp-Versetzbewegungs-Vergröße rungs-Mechanismus, ehe der Hub des Elementes auf die Reibma terialien übertragen wird, läßt sich der Hub zum Hin- und Herbewegen der Reibmaterialien größer einstellen als der Hub des magnetostriktiven Elementes. Der für die Reibmaterialien erforderliche Hub ist erzielbar mit einem kleineren magneto striktiven Element, oder die zulässige Verschleißkapazität der Reibmaterialien ist verbesserbar durch Einstellen eines größeren Hubbereiches für die Reibmaterialien.

Wenn das riesen-magnetostriktive Element in einem solchen Status gehalten wird, daß durch Aufbringen des Vor spann-Magnetfeldes auf das riesen-magnetostriktive Element während des Nichtbetriebs der Bremse eine vorbestimmte Quantität ei ner initialen Spannung darauf ausgeübt wird, dann kann die Quantität der Spannung, die durch das riesen-magnetostriktive Element bei einer Variation der Intensität des Magnetfeldes erzeugt wird, welches durch die elektromagnetische Spule wäh rend des Betriebes der Bremse aufgebracht wird, größer ge macht werden. Dadurch ist nicht nur das Ansprechverhalten des riesen-magnetostriktiven Elementes in Bezug auf eine Variati on der Intensität des magnetischen Feldes verbesserbar, son dern auch das Ansprechverhalten, das erforderlich ist zum Er zielen eines vorbestimmten Hubes für den Teil des Betätigers. Der Verbrauch elektrischer Energie, die zum Erzielen eines vorbestimmten Hubes erforderlich ist, läßt sich ebenfalls verringern.

Da die Versetzbewegung des riesen-magnetostriktiven Elementes vergrößert wird durch den Versetzbewegungs-Ver größerungs-Mechanismus, ehe der Hub des Elementes übertragen wird auf die Reibmaterialien, läßt sich ein Hub zum Bewegen der Reib materialien größer einstellen als der Hub des riesen-magneto striktiven Elementes.

Claims

1. Magnetostriktive Bremse, gekennzeichnet durch:
einen elektrisch getriebenen Betätiger (4) zum Hin- und Her bewegen von Reibmaterialien (3) bezüglich eines drehbaren Gliedes (2), um durch Anpressen der Reibmaterialien an das drehbare Glied eine Bremskraft zu erzielen, wobei der Betäti ger (4) ein magnetostriktives Element aufweist, dessen Länge durch Magnetostriktion variiert, sobald ein magnetisches Feld darauf aufgebracht wird, um die Bremskraft zum Anpressen der Reibmaterialien zu erzielen, und wobei der Betätiger eine elektromagnetische Spule (14) aufweist zum Aufbringen des ma gnetischen Feldes auf das magnetostriktive Element (12) pro portional zu einer Eingangsspannung;
eine Steuereinheit (8) zum Steuern der Spannung, die der elektromagnetischen Spule (14) aufgegeben wird in Überein stimmung mit einer Betätigung eines Bremsbetätigungsteiles (6), um eine Operation des Betätigers (4) zu steuern; und
einen Fluidtyp-Versetzbewegungs-Vergrößerungs-Mechanismus (5), der zwischen dem magnetostriktiven Element (12) und den Reibmaterialien (3) installiert ist und eine Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes (12) vergrößert und die ver größerte Versetzbewegung auf die Reibmaterialien überträgt.

2. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das magnetostriktive Element (12) die Form ei nes Stabes hat, daß eine Länge des magnetostriktiven Elemen tes in einer Richtung variiert wird, in der die Reibmateria lien (3) hin- und herbewegt werden, sobald das magnetische Feld aufgebracht wird, und daß der Ver setzbewegungs-Vergrößerungs-Mechanismus (5) folgende Komponenten aufweist:
einen Zylinder (21), der ein Fluid (20) aufnimmt; einen groß durchmeßrigen Kolben (11), der durch einen Wandabschnitt an einer Seite des Zylinders greift und mit einem Ende des magnetostriktiven Elementes (12) gekuppelt und verwendet ist zum Übertragen der Versetzbewegung des magnetostriktiven Ele mentes auf das Fluid (20) in dem Zylinder (21); und einen kleindurchmeßrigen Kolben (23), der durch einen Wandabschnitt an der anderen Seite des Zylinders (21) hindurch paßt und mit dem Reibmaterialien (3) gekuppelt ist und auf die Reibmate rialien die Versetzbewegung überträgt, die von dem großdurch meßrigen Kolben auf das Fluid übertragen worden ist, wobei eine Vergrößerung der Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes einstellbar ist mittels des Flächenverhältnisses zwischen dem großdurchmeßrigen Kolben und dem kleindurchmeß rigen Kolben.

3. Magnetostriktive Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Aufbringeinrichtungen für ein Vorspann-Magnet feld zum Aufbringen eines Vorspann-Magnetfeldes auf das ma gnetostriktive Element (12) während eines Nichtbetriebs der Bremse vorgesehen sind.

4. Magnetostriktive Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufbringungseinrichtungen für ein Vor spann-Magnetfeld einen Permanentmagneten (28) aufweisen, der um das magnetostriktive Element (12) herum installiert ist, und ein magnetisches Material (29), das benachbart zum Permanentma gneten (28) angeordnet ist.

5. Magnetostriktive Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufbringeinrichtungen für ein Vor spann-Magnetfeld einen Permanentmagneten (28) aufweisen, der um das magnetostriktive Element herum installiert ist.

6. Magnetostriktive Bremse nach Anspruch 3, weiterhin gekenn zeichnet durch Vorspannungs-Aufbringeinrichtungen (15) zum Aufbringen einer vorbestimmten Vorspannung auf das magneto striktive Element (12).

7. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das magnetostriktive Element (12) ein riesen magnetostriktives Element ist.

8. Magnetostriktive Bremse, gekennzeichnet durch:
einen elektrisch betriebenen Betätiger (4) zum Hin- und Her bewegen von Reibmaterialien (3) bezüglich eines drehbaren Gliedes (2), um durch Anpressen der Reibmaterialien an das drehbare Glied eine Bremskraft zu erzielen, wobei der Betäti ger (4) aufweist ein magnetostriktives Element, dessen Länge durch Magnetostriktion variiert, sobald zum Erzielen der Bremskraft unter Anpressen der Reibungsmaterialien ein magne tisches Feld darauf aufgebracht wird, und eine elektromagne tische Spule (14) zum Aufbringen des magnetischen Feldes auf das magnetostriktive Element proportional zu einer Eingangs spannung;
eine Steuereinheit (8) zum Steuern der Spannung, die auf die elektromagnetische Spule (14) in Übereinstimmung mit einer Operation eines Bremsbetätigungsteiles (16) aufgegeben wird zum Steuern einer Operation des Betätigers (4); und
Aufbringeinrichtungen für ein Vorspann-Magnetfeld zum Auf bringen eines Vorspann-Magnetfeldes auf das magnetostriktive Element während eines Nichtbetriebs der Bremse.

9. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufbringeinrichtungen für ein Vor spann-Magnetfeld einen Permanentmagneten (28) aufweisen, der um das magnetostriktive Element herum installiert ist, und ein ma gnetisches Material (29), das benachbart zum Permanentmagne ten (28) angeordnet ist.

10. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufbringeinrichtungen für ein Vor spann-Magnetfeld einen um das magnetostriktive Element herum in stallierten Permanentmagneten (28) aufweist.

11. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 8, weiterhin ge kennzeichnet durch Aufbringeinrichtungen (15) für eine Vor spannung zum Aufbringen einer vorbestimmten Vorspannung auf das magnetostriktive Element.

12. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 8, weiterhin ge kennzeichnet durch einen Fluidtyp-Versetzbewegungs-Vergröße rungs-Mechanismus, der zwischen dem magnetostriktiven Element (12) und den Reibmaterialien (3) installiert ist und eine Versetzbewegung des magnetostriktiven Elementes (12) vergrö ßert und die vergrößerte Versetzbewegung auf die Reibmateria lien (3) überträgt.

13. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß das magnetostriktive Element (12) die Form eines Stabes hat, daß eine Länge des magnetostriktiven Ele mentes (12) bei Aufbringen des magnetischen Feldes variierbar ist in einer Richtung, in der die Reibmaterialien hin- und herbewegt werden, und daß der Versetzbewegungs-Ver größerungs-Mechanismus (5) aufweist: einen Zylinder (21), der ein Fluid (20) aufnimmt; einen großdurchmeßrigen Kolben (11), der durch einen Wandabschnitt an einer Seite des Zylinders hindurch greift und mit einem Ende des magnetostriktiven Elementes (12) gekuppelt und verwendet ist zum Übertragen der Versetz bewegung des magnetostriktiven Elementes auf das Fluid in dem Zylinder; und einen kleindurchmeßrigen Kolben (23), der durch einen Wandabschnitt an der anderen Seite des Zylinders hin durch paßt und mit den Reibmaterialien (3) gekuppelt ist und die von dem großdurchmeßrigen Kolben (11) auf das Fluid (20) übertragene Versetzbewegung auf die Reibmaterialien (3) über trägt, wobei eine Vergrößerung der Versetzbewegung des magne tostriktiven Elementes einstellbar ist mittels des Flächen verhältnisses zwischen dem großdurchmeßrigen Kolben (11) und dem kleindurchmeßrigen Kolben (23).

14. Magnetostriktive Bremse gemäß Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das magnetostriktive Element (12) ein riesen magnetostriktives Element ist.