DE19930297A1 - Hydraulisches Betätigungssystem - Google Patents

Hydraulisches Betätigungssystem

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Thomas Preuhs
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KAMMERER, MARTIN, 72336 BALINGEN, DE
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich in erster Linie auf ein hydraulisches Betätigungssystem. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf Anwendungsmöglichkeiten für das hydraulische Betätigungssystem, wie beispielsweise ein Bremssystem für Rollschuhe, sogenannte Inline-Skates. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Bremssystem für Rollen, vorzugsweise für Rollen von Inline-Skates, das eine Anti-Flattening- oder Anti-Blockier-Funktion vorsieht und bei dem das genannte hydraulische Betätigungssystem Anwendung finden kann. DOLLAR A Es wird ein hydraulisches Betätigungssystem vorgesehen mit mindestens einem Betätigungs-/Arbeitselement, und zwar so ausgeführt, daß ein in sich geschlossenes komprimierendes/expandierendes Volumen einstückig erzeugt wird durch geeigneten Werkstoff, Härte und Geometrie, so daß die Kompression/Expansion zielstrebig in die Betätigungsrichtung geht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich in erster Linie auf ein hydraulisches Betätigungssystem. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf Anwendungsmög­ lichkeiten für das hydraulische Betätigungssystem, wie beispielsweise ein Bremssystem für Rollschuhe, sogenannte Inline-Skates. Darüberhinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Bremssystem für Rollen, vorzugs­ weise für Rollen von Inline-Skates, das eine Anti-Flat­ tening- oder Anti-Blockier-Funktion vorsieht und bei dem das genannte hydraulische Betätigungssystem Anwendung finden kann.
Herkömmliche Kraft-Weg-Übertragungssysteme umfassen bei­ spielsweise Getriebe oder Pleuelstangen. Bei flexibler Kraft-Weg-Übertragung gibt es im unteren Preissegment die weit verbreiteten Seilzüge sowie im oberen Preissegment hydraulische Systeme.
Seilzüge sind zwar einfach und kostengünstig herzustel­ len, haben aber verschiedene Nachteile. Eine Betätigung kann nur auf Zug, nicht aber auf Druck erfolgen. Die Kraftübertragung ist mit besonders hohen Reibungsver­ lusten behaftet. Eine Verzweigung ist nur äußerst schwie­ rig und verlustbehaftet herzustellen. Steuer-, Regel- und Blockiermöglichkeiten sind praktisch nicht vorhanden.
Bei bisherigen Hydrauliksystemen werden einige Nachteile der Seilzüge vermieden, jedoch sind Hydrauliksysteme auf­ wendig und teuer. Insbesondere sind die Übertragungsver­ luste bei Hydrauliksystemen äußerst gering, es können sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen werden, Ver­ zweigungen sind ohne weiteres und praktisch verlustfrei möglich. Ferner sind hier Steuer-, Regel- und Blockier­ möglichkeiten relativ einfach zu bewerkstelligen.
Üblicherweise umfassen herkömmliche Hydrauliksysteme eine Vielzahl von Bauteilen. Als Betätigungs- oder Arbeits­ elemente werden meistens Kolben-Zylinder-Anordnungen ver­ wendet, die eine große Teileanzahl benötigen, bei denen eine Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder erforderlich ist und die inhärent eine aufwendige Konstruktion und relativ große Baugröße erfordern.
Daher sind Hydrauliklösungen bisher ausschließlich im Hochpreissegment zu finden. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hydrauliksystem vorzusehen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und dennoch einfach und kostengünstig herzustellen ist. Das Hydrauliksystem sollte möglichst wartungsfrei sein und zuverlässig arbeiten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein hydrauli­ sches Betätigungssystem mit mindestens einem Betätigungs- /Arbeitselement gelöst, und zwar so ausgeführt, daß ein in sich geschlossenes komprimierendes/expandierendes Volumen einstückig erzeugt wird durch geeigneten Werk­ stoff, Härte und Geometrie, so daß die Kompression/Expan­ sion zielstrebig in die Betätigungsrichtung geht.
Vorzugsweise weist das Betätigungs-/Arbeitselement einen Anschluß zur Verbindung mit einer Leitung und einen Hauptkörper auf, welcher eine mit dem Anschluß verbun­ dene, im übrigen geschlossene Kammer zur Aufnahme von Hydraulikströmungsmittel bildet und eine im wesentlichen zylindrische, sich in axialer Richtung erstreckende Au­ ßenwand sowie zwei im wesentlichen ebene, im wesentlichen senkrecht zur Außenwand verlaufende Stirnwände aufweist, wobei mindestens eine der Stirnwände derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Teil davon bei einer Druckände­ rung von in der Kammer befindlichem Hydraulikströmungs­ mittel axial ausgelenkt wird.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Stirnwand aus einer abwechselnden Anordnung relativ star­ rer, formhaltender Teile und relativ elastischer, weg­ gebender Teile, wobei die Stirnwand vorzugsweise kreis­ förmig ist und aus einer abwechselnden konzentrischen Anordnung aus mindestens einem relativ elastischen, weg­ gebenden Ring sowie einem relativ starren, formhaltenden, kreisförmigen Mittelteil besteht. Die Stirnwand kann dar­ überhinaus mindestens einen relativ starren, formhalten­ den Ring und mindestens zwei relativ elastischen, weg­ gebenden Ringe aufweisen.
Für eine koaxiale Anwendung kann der Hauptkörper ferner eine durchgehende Öffnung aufweist, die durch eine im wesentlichen zylindrische, sich in axialer Richtung er­ streckende Innenwand definiert wird, die radial innen bezüglich der Außenwand angeordnet ist. Hier ist die Stirnwand dann vorzugsweise ringförmig und besteht aus einer abwechselnden konzentrischen Anordnung aus minde­ stens einem relativ starren, formhaltenden Ring und min­ destens zwei relativ elastischen, weggebenden Ringen.
Bei einer anderen Ausführungsform des Betätigungs-/Ar­ beitselements ist die Außenwand des Hauptkörpers derart ausgebildet, daß sie bei im wesentlichen gleichbleibender Materialstärke eine umfangsmäßige, radiale Rinne oder Nut bildet.
Das Betätigungs-/Arbeitselement ist vorzugsweise einstückig ausgeführt, was einen einfachen Aufbau gewährleistet. Es wird bevorzugt, daß das Betätigungs-/Arbeitselement aus einem Elastomer oder einem elastischen Thermoplast besteht, beispielsweise mit einer Härte von 65°-75° Shore (A). Ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren für das Betätigungs-/Arbeitselement ist das Spritzguß­ verfahren. Jedoch sind auch andere Verfahren möglich.
Ein besonders wichtiger Teil des hydraulischen Betäti­ gungssystems ist das Betätigungs-/Arbeitselement, das normalerweise mit einer Hydraulikströmungsmittel führen­ den Leitung verbunden ist und folgendes aufweist: einen Anschluß zur Verbindung mit der Leitung, und einen Haupt­ körper, welcher eine mit dem Anschluß verbundene, im üb­ rigen geschlossene Kammer zur Aufnahme von Hydraulikströ­ mungsmittel bildet und eine im wesentlichen zylindrische, sich in axialer Richtung erstreckende Außenwand sowie zwei im wesentlichen ebene, im wesentlichen senkrecht zur Außenwand verlaufende Stirnwände aufweist, wobei minde­ stens eine der Stirnwände derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Teil davon bei einer Druckänderung von in der Kammer befindlichem Hydraulikströmungsmittel axial ausgelenkt wird.
Vorzugsweise besteht die Stirnwand aus einer abwechseln­ den Anordnung relativ starrer, formhaltender Teile und relativ elastischer, weggebender Teile, wobei die Stirn­ wand vorzugsweise kreisförmig ist und aus einer konzen­ trischen Anordnung aus mindestens einem relativ elasti­ schen, weggebenden Ring sowie einem relativ starren, formhaltenden, kreisförmigen Mittelteil besteht.
Das hydraulische Betätigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise mindestens ein derartiges Betätigungs-/Arbeitselement auf.
Insbesondere ist das hydraulische Betätigungssystem mit Hydraulikströmungsmittel gefüllt und weist folgendes auf:
mindestens ein Betätigungselement, das bei Betätigung eine Druckänderung im Hydraulikströmungsmittel hervor­ rufen kann, mindestens ein Arbeitselement, das anspre­ chend auf die Druckänderung im Hydraulikströmungsmittel ausgelenkt werden kann, und eine Verbindungsleitung für Hydraulikströmungsmittel, die das Betätigungselement und das Arbeitselement miteinander verbindet.
Dieses einfache hydraulische Betätigungssystem ist viel­ seitig verwendbar, sehr zuverlässig und vergleichsweise extrem kostengünstig herzustellen.
Das Betätigungselement und das Arbeitselement können ge­ mäß einer bevorzugten Ausgestaltung identisch ausgebildet sein.
Es kann auf einfachste Weise ein Ventil vorgesehen sein, das den Durchfluß von Hydraulikströmungsmittel durch die Verbindungsleitung steuern bzw. blockieren kann. Wenn beispielsweise die Verbindungsleitung ein zumindest teilweise elastischer Verbindungsschlauch ist, kann das Ventil mindestens einen Exzenter aufweisen, mit dem der Verbindungsschlauch abgeklemmt werden kann.
Aus den bisher genannten Teilen sowie möglicherweise auch anderen oder weiteren Teilen ergibt sich ein Hydraulik­ elementbaukastensystem. Die verschiedenen Elemente sind leicht kombinierbar. Durch einfaches Aufstecken und Ab­ dichten mittels eines Befestigungsrings können Betäti­ gungselemente oder Arbeitselement mit einer Verbindungs­ leitung verbunden werden. Es können auf einfachste Weise verzweigte Systeme oder Mehr-Kreis-Systeme aufgebaut wer­ den. Die Elemente des Hydraulikelementbaukastensystems können standardisiert sein, so daß sich günstige Herstel­ lungsvoraussetzungen und Lagerhaltungsbedingungen ergeben.
Das erfindungsgemäße hydraulische Betätigungssystem wie auch das genannte Betätigungs-/Arbeitselement können vorzugsweise in einem Bremssystem für Rollen oder Räder, insbesondere für Rollen oder Räder von Inline-Skates, Anwendung finden.
Herkömmliche Inline-Skates besitzen entweder gar keine Bremsmöglichkeit oder üblicherweise einen hinter dem letzten Rad eines Inline-Skates angebrachten Bremsklotz, beispielsweise aus Gummi. Die herkömmlichen Bremsmöglich­ keiten mit Inline-Skates sind sehr ungenügend und unfall­ trächtig.
Um mit einem herkömmlichen Bremsklotz zu bremsen, muß der betreffende Inline-Skate oder Rollschuh nach hinten ge­ kippt werden, wodurch praktisch nur auf dem anderen Schuh gefahren wird, was vor allem für Anfänger schwierig ist und häufig zu Stürzen und Verletzungen führt. Auch bei optimaler Beherrschung der Inline-Skates ist mit dem her­ kömmlichen Bremsklotz nur eine geringe Bremswirkung zu erzielen, insbesondere auf nassem oder unebenem Untergrund. Der Bremsklotz ist auch hohem Verschleiß ausgesetzt und muß relativ häufig ersetzt werden.
Hinzu kommt, daß das herkömmliche Bremssystem aus vielen Teilen besteht, die teilweise in komplizierter Weise, beispielsweise durch Gelenke, am Inline-Skate bzw. Rollschuh befestigt werden. Ferner ist der Bremsklotz geometrisch stark vorbauend, d. h. er steht nach hinten vor, was oft hinderlich sein kann. Daher wird der Brems­ klotz häufig auch abgebaut, was die Gefährlichkeit der Inline-Skatens noch erhöht.
Das hydraulische Betätigungssystem wie auch das Brems­ system gemäß der vorliegenden Erfindung hingegen ver­ meidet alle bisherigen Nachteile. Es bietet eine technisch perfekte Bremse bzw. ein technisch perfektes Betätigungssystem mit einem einfachen, kostengünstig herzustellenden, geschlossenen System. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Betätigung mittels Seilzug hat das erfindungsgemäße System praktisch keine innere Reibung und Verzweigungen sind leicht möglich für mehrfache Betätigungen oder Mehr-Kreis-Systeme. Das erfindungs­ gemäße System ist verschleiß- und wartungsfrei, hat eine hohe Lebensdauer, bietet hohe Sicherheit, besteht aus wenigen Teilen, kann ggf. auch nachgerüstet werden, ist klein, kompakt und leicht zu integrieren. Aufgrund des geschlossenen Systems gibt es auch keine Leckflüssigkeit. Kurz gesagt bietet die vorliegende Erfindung HighTech bei niedrigen Kosten.
Neben der Anwendung bei einem Bremssystem für Rollen oder Räder, insbesondere für Inline-Skates, sind beispielswei­ se die folgenden Anwendung für das hydraulische Betäti­ gungssystem der vorliegenden Erfindung vorgesehen: Betätigung einer Stuhl- oder Sitzverstellung, Gangschal­ tung, Fahrradbremse, sowie jede Art von Betätigungen von Verriegelungen oder Fernbetätigungen.
Bei einem Bremssystem für Rollen oder Räder ist vorzugs­ weise folgendes vorgesehen: ein Bremselement zum Eingriff mit der Rolle bzw. dem Rad; ein hydraulisches Betäti­ gungssystem, angeordnet zur Einwirkung auf das Brems­ element; und ein Widerlager zur Abstützung des Arbeits­ elements des hydraulischen Betätigungssystems. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Widerlager durch ein Chassis gebildet, in dem die Rollen bzw. Räder drehbar gelagert sind.
Vorteilhafterweise weist das Bremssystem ferner eine Rückstellfeder auf, um das Bremselement nach einem Brems­ eingriff mit der Rolle bzw. dem Rad in seine Ruheposition beabstandet von der Rolle bzw. dem Rad zurückzubringen, wobei die Rückstellfeder einstückig mit dem Bremselement ausgebildet sein kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Bremssystems sieht vor, daß ferner ein Temperaturwarnsystem vorgesehen ist, das bei übermäßiger Temperaturerhöhung am Bremsele­ ment eine Warnung gibt. Die Warnung erfolgt durch minde­ stens einen optischen Signalgeber, beispielsweise eine oder mehrere LEDs, und/oder einen akustischen Signal­ geber. Beispielsweise bei mobilem Einsatz wird als Span­ nungsversorgung für das Temperaturwarnsystem vorzugsweise eine handelsübliche Knopfzelle vorgesehen. Bei einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Schalter mit dem Betätigungssystem derart gekoppelt, daß der Schalter beim Betätigen des Betätigungssystems geschaltet wird und das Temperaturwarnsystem aktiviert. Es wird bevorzugt, daß ein Temperatursensor zum Abfühlen der Erwärmung des Bremselements vorgesehen ist, der in nächster Nähe zu dem Bremselement angeordnet ist, wobei der Temperatursensor beispielsweise ein temperaturabhängiger Widerstand sein kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht ein soge­ nanntes Anti-Flattening-System oder Anti-Blockier-System vor, wie es im weiteren mit Bezug auf die Fig. 40-44 noch genauer beschrieben wird. Dabei weist das Bremssystem folgendes auf: ein Bremselement zum Eingriff mit der Rolle bzw. dem Rad; ein Betätigungselement, angeordnet zur Einwirkung auf das Bremselement; sowie eine Visko- Bremse angeordnet zwischen dem Bremselement und dem Betätigungselement, die beim Bremsen eine definierte Mitnahme des Bremselements durch die zu bremsende Rolle bzw. durch das zu bremsende Rad gestattet.
Die bevorzugte Visko-Bremse weist folgendes auf: ein stationäres Gehäuse; einen mit dem Bremselement verbun­ denen und relativ zum Gehäuse verdrehbaren Mitnehmer; mindestens eine Inneneingriffsscheibe; und mindestens eine Außeneingriffsscheibe, wobei das Gehäuse mit dem Mitnehmer eine Kammer bildet, in der die mindestens eine Inneneingriffsscheibe und die mindestens eine Außenein­ griffsscheibe angeordnet sind und die mit einem viskosen Strömungsmittel gefüllt ist, und wobei die Innenein­ griffsscheibe und die Außeneingriffsscheibe derart ange­ ordnet sind, daß sie bei einer relativen Drehung zwischen Gehäuse und Mitnehmer entsprechend relativ zueinander verdreht werden. Beispielsweise steht die mindestens eine Inneneingriffsscheibe mit dem Mitnehmer in Eingriff und die mindestens eine Außeneingriffsscheibe steht mit dem Gehäuse in Eingriff. Vorzugsweise ist der Mitnehmer ein­ stückig mit dem Bremselement ausgebildet.
Das Bremselement kann für größtmöglichen Reib-Formschluß ringförmig ausgebildet sein. Für eine verbesserte Kühlung kann das Bremselement eine Vielzahl von Kühlrippen auf­ weisen.
Vorzugsweise findet das beschriebene Bremssystem Anwen­ dung zum Bremsen von Rollen bzw. Rädern von Inline- Skates.
Weitere Merkmale, Vorteile und Ziele der Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Aus­ führungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungs­ beispiel des hydraulischen Betätigungssystems ge­ mäß der vorliegenden Erfindung im Ruhezustand;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht des hydraulischen Betäti­ gungssystems entlang der Linie A-A von Fig. 1 im Ruhezustand;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht des hydraulischen Betäti­ gungssystems von Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Draufsicht einer Explosionsdarstellung des hydraulischen Betätigungssystems gemäß Fig. 1;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer Explosionsdarstel­ lung des hydraulischen Betätigungssystems gemäß Fig. 3;
Fig. 6 zeigt eine Teilansicht des hydraulischen Betäti­ gungssystem gemäß einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der Erfindung;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 6;
Fig. 8 ist eine Seitenansicht entsprechend Fig. 6;
Fig. 9 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 1, jedoch in einem betätigten Zustand;
Fig. 10 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch in einem betätigten Zustand;
Fig. 11 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 3, jedoch in einem Betätigungszustand;
Fig. 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Arbeits­ elements in einem Betätigungszustand gemäß Fig. 10;
Fig. 13 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Betäti­ gungselements in einem Betätigungszustand gemäß Fig. 10;
Fig. 14 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Arbeits­ elements in einem Betätigungszustand gemäß Fig. 11;
Fig. 15 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Betäti­ gungselements in einem Betätigungszustand gemäß Fig. 11;
Fig. 16 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines alter­ nativen Arbeitselements in einem Betätigungs­ zustand gemäß Fig. 10;
Fig. 17 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines alter­ nativen Betätigungselements in einem Betätigungs­ zustand gemäß Fig. 10;
Fig. 18 ist eine vergrößerte Seitenansicht des alter­ nativen Arbeitselements gemäß Fig. 16 in einem Betätigungszustand (vgl. Fig. 11);
Fig. 19 ist eine vergrößerte Seitenansicht des alter­ nativen Betätigungselements gemäß Fig. 17 in einem Betätigungszustand (vgl. Fig. 11);
Fig. 20 ist eine Draufsicht auf ein alternatives Ausfüh­ rungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssy­ stems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 ist eine Seitenansicht des hydraulischen Betäti­ gungssystems von Fig. 20;
Fig. 22 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des hydraulischen Betäti­ gungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei hier eine Verzweigung vorhanden ist und die Anwendung des hydraulischen Betätigungssystems beispielsweise als Fahrradbremse gezeigt ist;
Fig. 23 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des hydraulischen Betäti­ gungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei hier ein Kraftbegrenzer als Überdruck- Systemkraftbegrenzung vorgesehen ist;
Fig. 24 zeigt eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungs­ beispiel einer ein Zwei-Kreis-System bildenden Kombination aus zwei erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Betätigungssystemen gemäß Fig. 1;
Fig. 25 ist eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 24;
Fig. 26 zeigt eine Draufsicht auf zweites Ausführungs­ beispiel einer ein Zwei-Kreis-System bildenden Kombination aus zwei erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Betätigungssystemen gemäß Fig. 1;
Fig. 27 ist eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 26;
Fig. 28 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel des hydraulischen Betätigungs­ systems gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Ventil zur Drosselung oder Blockierung des Hydroflusses im Verbindungsschlauch;
Fig. 29 ist eine schematische Schnittansicht eines wei­ teren Ausführungsbeispiel des Betätigungs- bzw. Arbeitselements für das hydraulische Betätigungs­ system gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei hier das Betätigungselement bzw. das Arbeitsele­ ment eine axiale, zentrale, durchgehende Öffnung für ein koaxiales Wirkprinzip aufweist und im "ausgefahrenen" Zustand dargestellt ist;
Fig. 29A eine Abwandlung des Betätigungs- bzw. Arbeitselements gemäß Fig. 29;
Fig. 30 ist eine schematische Schnittansicht des Betätigungs- bzw. Arbeitselements gemäß Fig. 29, wobei das Element hier jedoch im "eingefahrenen" Zustand dargestellt ist;
Fig. 30A eine Abwandlung des Betätigungs- bzw. Arbeitselements gemäß Fig. 30;
Fig. 31 ist eine schematische Vorderansicht einer Anwen­ dungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Betätigungssystems als Rad- oder Rollen­ bremse, wobei das hydraulische Betätigungssystem in Ruhezustand ist;
Fig. 32 ist eine schematische Seitenansicht der Anwen­ dungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Betätigungssystems als Rad- oder Rollen­ bremse;
Fig. 33 ist eine schematische Vorderansicht der in Fig. 31 gezeigten Anwendungsmöglichkeit des erfin­ dungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystems als Rad- oder Rollenbremse, wobei das hydraulische Betätigungssystem in Betätigungs- bzw. Bremszu­ stand ist;
Fig. 34 ist eine schematische Seitenansicht der Anwen­ dungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Betätigungssystems als Rad- oder Rollen­ bremse im Betätigungs- oder Bremszustand;
Fig. 35 ist eine schematische Vorderansicht einer weite­ ren Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystems als Rad- oder Rollenbremse, beispielsweise bei Rollschuhen bzw. Inline-Skates;
Fig. 36 ist eine schematische Seitenansicht der Anwendung gemäß Fig. 35;
Fig. 37 ist eine schematische Vorderansicht einer weite­ ren Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystems als Rad- oder Rollenbremse, beispielsweise bei Rollschuhen bzw. Inline-Skates;
Fig. 38 ist eine schematische Seitenansicht der Anwendung gemäß Fig. 37;
Fig. 39 zeigt eine weitere Anwendungsmöglichkeit des er­ findungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystems als Rad- oder Rollenbremse, beispielsweise bei Rollschuhen bzw. Inline-Skates, wobei hier zu­ sätzlich ein Temperaturwarnsystem (Thermo- Control-System) umfaßt ist;
Fig. 40 ist ein Schaubild, das die Bremskraftverläufe beispielsweise bei den Rollen von Inline-Skates darstellt;
Fig. 41 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Anwendungsmöglichkeit des erfin­ dungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystems als Rad- oder Rollenbremse, beispielsweise bei Roll­ schuhen bzw. Inline-Skates, und zwar in Kombina­ tion mit einem Visko-Bremssystem, das eine Anti- Flattening- bzw. Anti-Blockier-Funktion für das Rad vorsieht;
Fig. 42 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 41 in einem zusammengebauten Zustand;
Fig. 43 ist eine Vorderansicht der Anordnung gemäß Fig. 42;
Fig. 44 ist eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 42;
Fig. 45 ist eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, und zwar im wesentlichen ähnlich dem der Fig. 41-44; und
Fig. 46 ist eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, und zwar ähnlich dem der Fig. 45.
In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungs­ beispiel des hydraulischen Betätigungssystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung im Ruhezustand. Das hydraulische Betätigungssystem 1 besteht im wesentlichen aus drei Tei­ len, nämlich einem Betätigungselement 2, einem Arbeits­ element 3 und einem Verbindungsschlauch 4.
Das Betätigungselement 2 kann mit dem Arbeitselement 3 identisch sein. Ferner sind diese beiden Elemente grund­ sätzlich in ihren Funktionen austauschbar. Eine Betäti­ gung des Betätigungselements 2 wird zu einer Reaktion des Arbeitselements 3 führen und umgekehrt.
Der Aufbau des Betätigungselements 2 und des Arbeitsele­ ments 3 sowie Einzelheiten davon werden noch im weiteren mit Bezug auf die Fig. 9-12 beschrieben. Es sei hier le­ diglich angemerkt, daß das Betätigungselement 2 wie auch das Arbeitselement 3 vorzugsweise einstückig ausgebildet bzw. einteilig hergestellt sind. Als Material für das Betätigungselement 2 und das Arbeitselement 3 eignet sich besonders ein Elastomer oder ein elastischer Thermoplast oder Duroplast mit einer Härte von ungefähr 65°-75° Shore (A). Jedoch sind je nach Anwendungsbereich andere Mate­ rialien oder auch eine mehrteilige Ausführung möglich. Insbesondere kann die Verwendung unterschiedlicher Ma­ terialien und/oder eines unterschiedlichen Aufbaus empfehlenswert sein, wenn das Betätigungselement 2 und das Arbeitselement 3 nicht identisch ausgebildet sind.
Der Verbindungsschlauch 4 besteht vorzugsweise aus einem elastischen, biegbaren Thermoplast. Der Thermoplast kann auch transparent sein. Der Thermoplast besitzt eine grö­ ßere Härte als das Material des Betätigungselements 2 oder des Arbeitselements 3, vorzugsweise etwa die doppel­ te Härte wie dieses, um eine zuverlässige Axialsicherung bzw. Formhaltigkeit des Verbindungsschlauchs 4 und eine zuverlässige Dichtung zwischen dem Verbindungsschlauch 4 einerseits und dem Betätigungselement 2 bzw. dem Arbeits­ element 3 vorzusehen.
Soweit eine Flexibilität dem Verbindungsschlauchs 4 nicht erforderlich oder erwünscht ist, kann dieser auch durch ein starres Verbindungsrohr mit im übrigen gleichen Eigenschaften ersetzt werden.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, erfolgt die Verbindung zwischen Verbindungsschlauch 4 und dem Betätigungselement 2 bzw. dem Arbeitselement 3 vorzugsweise durch teleskop­ artiges Einführen eines Endes des Verbindungsschlauches 4 in einen Anschlußstutzen des Betätigungselements 2 bzw. des Arbeitselements 3. Ein vorzugsweise als Dreh- oder Stanzteil vorgesehener Befestigungsring 5, 6 wird über den Anschlußstutzen aufgebracht und sichert mittels enger Umschließung, d. h. durch radialen Druck, den Anschluß­ stutzen des Betätigungselements 2 bzw. des Arbeitsele­ ments 3 an dem jeweiligen Ende des Verbindungsschlauchs 4. Gleichzeitig wird dadurch eine zuverlässige Dichtung zwischen dem entsprechenden Anschlußstutzen des Betäti­ gungselements 2 bzw. des Arbeitselements 3 und dem Ver­ bindungsschlauch 4 vorgesehen, die für die auftretenden Drücke ausreichend ist. Durch den Befestigungsring 5, 6 kann die Verbindung zwischen Verbindungsschlauch 4 und Betätigungs- bzw. Arbeitselement 2, 3 auf einfachste Weise geschlossen und geöffnet werden. Vorzugsweise wird der Befestigungsring 5, 6 zuerst auf dem Anschlußstutzen des Betätigungselements 2 bzw. des Arbeitselements 3 aufge­ schoben und anschließend wird der Verbindungsschlauch 4 in den jeweiligen Anschlußstutzen eingeführt.
Vorzugsweise ist bei dieser Art der Verbindung zwischen Verbindungsschlauch 4 und Betätigungselement 2 bzw. Arbeitselement 3 mindestens ein Ende des Verbindungs­ schlauchs 4 konisch verdickt, um ein Abziehen des Ver­ bindungsschlauchs 4 aus der Verbindung mit dem Betäti­ gungselement 2 bzw. Arbeitselement 3 mittels des Befe­ stigungsrings 5, 6 zuverlässig zu verhindern. Die konische Verdickung des oder der Enden des Verbindungs­ schlauchs 4 ist vorzugsweise thermoplastisch angeformt.
Natürlich wäre es bei entsprechender Materialauswahl des Anschlußstutzens und des Verbindungsschlauchs auch mög­ lich, die relative Anordnung dieser beiden Teile umzukeh­ ren, so daß das Ende des Verbindungsschlauchs über den Anschlußstutzen geschoben würde und der Befestigungsring auf das Ende des Verbindungsschlauchs aufgebracht würde.
Es sei bemerkt, daß der Befestigungsring 5, 6 vorzugs­ weise ein lösbarer Ring ist, der im wesentlichen kein druckabhängiges Dehnverhalten zeigt. Beispielsweise be­ steht der Befestigungsring 5, 6 aus Metall, vorzugsweise aus Stahl. Durch die Lösbarkeit des Rings 5, 6 können die miteinander verbundenen Elemente auf einfache Weise von­ einander gelöst werden. Der modulare Aufbau des hydrau­ lischen Betätigungssystems mit voneinander lösbaren Ele­ menten gestattet weitgehende Freiheiten beim Aufbau eines Systems oder bei der Anwendung und beim Austausch ver­ brauchter oder schadhafter Teile.
Im übrigen stehen dem Fachmann eine große Anzahl anderer Techniken zur Verfügung, um den Verbindungsschlauch mit dem Betätigungselement bzw. dem Arbeitselement zuverläs­ sig und dicht zu verbinden, wie beispielsweise Kleben.
Das so gebildete Betätigungssystem aus Betätigungselement 2, Verbindungsschlauch 4 und Arbeitselement 3 ist voll­ ständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Jegliche be­ kannte oder üblicherweise verwendete Hydraulikflüssigkeit kann dazu verwendet werden, jedoch wird aus Umweltschutz- und Kostengründen bevorzugt, eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasserbasis zu verwenden. Vorzugsweise ist die Hy­ draulikflüssigkeit für dauerhafte Stabilität sterili­ siert. Für eine bessere Befüllung kann die Hydraulikflüs­ sigkeit ein Additiv zur Oberflächenentspannung enthalten.
Wie in Fig. 6-8 zu sehen ist, kann zum Befüllen bzw. Ent­ lüften des hydraulischen Betätigungssystems 1 an minde­ stens einem der verwendeten Elemente ein Befüllungs- bzw. Entlüftungsansatz 8 vorgesehen sein, welcher vorzugsweise einstückig an dem entsprechenden Element angeformt ist und beispielsweise durch einen einfachen Dicht- und Ver­ schlußring 9 ähnlich dem Befestigungsring 5, 6 verschlos­ sen werden kann. Auf diese Weise kann der Befüllungs- bzw. Entlüftungsansatz auf einfachste Weise geöffnet und geschlossen werden.
Wie in den Fig. 6 und 8 zu erkennen ist, kann das Betäti­ gungselement und/oder das Arbeitselement auch mit seitli­ chen Befestigungsflanschen 10 versehen sein, die zum Be­ festigen und Zentrieren des Betätigungs- bzw. Arbeits­ elements dienen und vorzugsweise einstückig mit dem Be­ tätigungs- bzw. Arbeitselement ausgeformt sind. Der oder die Befestigungsflansche können entsprechend der ge­ wünschten Anwendung ausgeformt sein, wobei dem Fachmann eine Vielzahl von Möglichkeiten offen stehen. Insbeson­ dere sei darauf hingewiesen, daß es sich bei den in Fig. 6 und 8 gezeigten Befestigungsflanschen 10 lediglich um eine bevorzugte Ausführungsform zum Zwecke der Erläute­ rung handelt.
Zwar sind das Betätigungselement 2 und das Arbeitselement 3 in den Fig. 1-3 in gleicher Ausrichtung dargestellt, jedoch ist klar, daß jegliche Orientierung dieser beiden Elemente relativ zueinander möglich ist, je nach Anwen­ dungserfordernissen. Grundsätzlich kann die relative Lage der beiden Elemente zueinander aufgrund des flexiblen Verbindungsschlauchs 4 jederzeit geändert werden, falls erforderlich sogar auch während des Betriebs des hydrau­ lischen Betätigungssystems 1.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seiten­ ansicht einer Explosionsdarstellung des oben beschriebe­ nen hydraulischen Betätigungssystems 1. Hierbei sind die einzelnen Bauteile des hydraulischen Betätigungssystems 1 gut zu erkennen.
Die Fig. 9-11 sind ähnlich zu den Fig. 1-3 und zeigen das hydraulische Betätigungssystem 1 in einem betätigten Zu­ stand. Das Betätigungselement 2 wird axial zusammenge­ drückt, was eine entsprechende axiale Expansion des Ar­ beitselements 3 zur Folge hat. Im übrigen sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Funktionen von Betätigungs­ element und Arbeitselement austauschbar sind. So wäre es auch möglich, das Element 3 zusammenzudrücken, so daß das Element 3 nun als Betätigungselement fungieren würde. Dies hätte dann eine Expansion des Elements 2 zur Folge, so daß das Element 2 als Arbeitselement fungieren würde.
Die Fig. 12-15 zeigen das Betätigungs- bzw. Arbeitsele­ ment in größeren Einzelheiten. In den Fig. 12 und 14 ist ein Arbeitselement 30 in einem betätigten oder "ausgefah­ renen" Zustand gezeigt. Das Arbeitselement 30 weist einen Anschlußstutzen 31 auf, der normalerweise mit einem Ver­ bindungsschlauch verbunden ist. Der Anschlußstutzen 31 ist mit einem Hauptkörper 32 des Arbeitselements 30 ver­ bunden und ist vorzugsweise einstückig damit ausgebildet. Der Hauptkörper 32 des Arbeitselements 30 weist Teile 33, 34, 35 mit formhaltenden Eigenschaften, vorzugsweise mit formhaltender Geometrie oder erhöhter Materialstärke, auf, die vorzugsweise ringförmig ausgebildet sind und eine Stabilisierung vorsehen. Ferner weist der Hauptkör­ per 32 des Arbeitselements 30 auch Teile 36, 37 mit ela­ stischen, weggebenden Eigenschaften, vorzugsweise mit elastischer, weggebender Geometrie oder verminderter Materialstärke, auf, die ein "Ausfahren" des Hauptkörpers 32 ermöglichen. Darüberhinaus ist vorzugsweise auch der runde, mittige Kolbenteil 38 des Hauptkörpers 32 form­ haltend, sei es durch die gewählte Geometrie oder das gewählte Material.
In den Fig. 13 und 15 ist ein Betätigungselement 20 in einem betätigten oder "eingefahrenen" Zustand gezeigt. Das Betätigungselement 20 weist einen Anschlußstutzen 21 auf, der normalerweise mit einem Verbindungsschlauch ver­ bunden ist. Der Anschlußstutzen 21 ist mit einem Haupt­ körper 22 des Betätigungselements 20 verbunden und ist vorzugsweise einstückig damit ausgebildet. Der Hauptkör­ per 22 des Betätigungselements 20 weist Teile 23, 24, 25 mit formhaltenden Eigenschaften, vorzugsweise mit form­ haltender Geometrie oder erhöhter Materialstärke auf, die vorzugsweise ringförmig ausgebildet sind und eine Stabi­ lisierung vorsehen. Ferner weist der Hauptkörper 22 des Betätigungselements 20 auch Teile 26, 27 mit elastischen, weggebenden Eigenschaften, vorzugsweise mit elastischer, weggebender Geometrie oder verminderter Materialstärke, auf, die ein "Einfahren" des Hauptkörpers 22 ermöglichen. Darüberhinaus ist vorzugsweise auch der runde, mittige Kolbenteil 28 des Hauptkörpers 22 formhaltend, sei es durch die gewählte Geometrie oder das gewählte Material.
Die Fig. 16-19 zeigen ein alternatives Ausführungsbei­ spiel eines Betätigungselements, und zwar im "ausgefah­ renen" Zustand (Fig. 16 und 18) und im "eingefahrenen" Zustand (Fig. 17 und 19). Ähnlich wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12-15 weist das Arbeits­ element 30 einen Anschlußstutzen 31 auf, der normaler­ weise mit einem Verbindungsschlauch verbunden ist. Der Anschlußstutzen 31 ist mit einem Hauptkörper 32 des Arbeitselements 30 verbunden und ist vorzugsweise ein­ stückig damit ausgebildet.
Der Hauptkörper 32 des Arbeitselements 30 weist Teile 33, 34, 35 mit formhaltenden Eigenschaften, vorzugsweise mit formhaltender Geometrie oder erhöhter Materialstärke, auf, die vorzugsweise ringförmig ausgebildet sind und eine Stabilisierung vorsehen. Ferner weist der Hauptkör­ per 32 des Arbeitselements 30 auch Teile 36, 37 mit ela­ stischen, weggebenden Eigenschaften, vorzugsweise mit elastischer, weggebender Geometrie oder verminderter Materialstärke, auf, die ein "Ausfahren" des Hauptkörpers 32 ermöglichen. Darüberhinaus ist vorzugsweise auch hier der runde, mittige Kolbenteil 38 des Hauptkörpers 32 formhaltend, sei es durch die gewählte Geometrie oder das gewählte Material.
Wie schon erwähnt wurde, können die Betätigungs- und Ar­ beitselemente identisch sein und sind dann völlig aus­ tauschbar. Tatsächlich bestimmt erst der Gebrauch des hydraulischen Betätigungssystems, welches das Betäti­ gungselement ist (Aktion) und welches das Arbeitselement ist (Reaktion). So könnte beispielsweise auch das ziel­ gerichtete Zusammenziehen oder "Einfahren" des Elements eine Reaktion darstellen, beispielsweise wenn der ge­ wünschte Arbeitswirkung nicht Druck bzw. eine (bezüglich des Elements) nach außen gerichtete Bewegung, sondern Zug bzw. eine (bezüglich des Elements) nach innen gerichtete Bewegung ist.
Da es bei vielen Anwendungen lediglich darauf ankommt, eine zielgerichtete Arbeitswirkung zu erhalten, kann im übrigen das Betätigungselement jegliche andere Konstru­ ktion aufweisen, mit der eine hydraulische Betätigung des Arbeitselements erreicht werden kann. Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist daher die besondere Ausgestaltung des Betätigungs- bzw. Arbeitselements.
Der Hauptkörper 22, 32 des Betätigungs- und Arbeits­ elements 20, 30 weist einen Teil 23, 33 mit formhaltenden Eigenschaften auf, der eine im wesentlichen zylindrische, axiale Außenwand des Hauptkörpers 22, 32 bildet. Wie in den Fig. 12-19 deutlich zu erkennen ist, bleibt diese Außenwand 23, 33 jederzeit bezüglich ihrer Form und Posi­ tion im wesentlichen unverändert, und zwar unabhängig davon, ob sich der Hauptkörper 22, 32 im "eingefahrenen" Zustand (Fig. 13, 15, 17 und 19) oder im "ausgefahrenen" Zustand (Fig. 12, 14, 16 und 18) befindet. Dies ist wich­ tig, um eine zielgerichtete Bewegung zu erhalten.
Dahingegen ist mindestens eine der im wesentlichen senk­ recht zur gewünschten Bewegungs- bzw. Betätigungsrichtung angeordneten Stirnwände des Hauptkörpers derart ausgebil­ det, daß ein zielgerichtetes Ein- und Ausfahren ermög­ licht wird. Dies kann beispielsweise durch eine abwech­ selnde konzentrische Anordnung relativ starrer, formhal­ tender Ringe und relativ elastischer, weggebender Ringe erfolgen, wie es in den Fig. 12-19 gezeigt ist. Es wäre jedoch beispielsweise auch möglich, eine oder beide der Stirnwände vollständig als elastische Membran auszubil­ den, so daß sich bei Betätigung eine eher bauchige Ein- oder Ausbuchtung ergibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die elastischen Eigenschaften der weggebenden Teile eine (Selbst-)Rückstellfunktion des hydraulischen Betäti­ gungssystems 1 in einen neutralen Gleichgewichtszustand ergeben, in dem die Stirnwände des Hauptkörpers nicht ausgelenkt sind, vorzugsweise also im ganzen relativ eben sind. Diese Rückstellfunktion ist aber nicht notwendiger­ weise vorhanden und es ist bei Bedarf auch möglich, keine Rückstellfunktion vorzusehen.
Im übrigen sei bemerkt, daß für eine einseitige Arbeits­ richtung eine der Stirnseiten des Elements 20, 30 relativ starr und formhaltend ausgebildet sein kann, ähnlich der zylindrischen Außenwand 23, 33, so daß nur die gegenüber­ liegende Stirnwand ein- und ausfahren kann.
Für eine Verwendung bei höheren Drücken kann es vorteil­ haft sein, die formhaltenden Teile des Elements 20, 30 zu verstärken, beispielsweise durch Umspritzen von Einsatz­ teilen oder -elementen, beispielsweise aus Metall.
Das Element 20, 30 wird vorzugsweise einstückig durch ein geeignetes Spritzgußverfahren hergestellt. Jedoch ist auch eine mehrteilige Ausführung und eine andere Herstellungsweise möglich.
Nachfolgend werden vorteilhafte Weiterbildungen und Systemvarianten der Erfindung beschrieben.
Fig. 20 und 21 sind eine Draufsicht bzw. eine Seitenan­ sicht eines alternatives Ausführungsbeispiel des hydrau­ lischen Betätigungssystems gemäß der vorliegenden Erfin­ dung. Hier ist beispielsweise das Arbeitselement 3a grö­ ßer ausgebildet als das Betätigungselement 2, wobei das Arbeitselement 3a im übrigen identisch mit dem Arbeits­ element 3 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels sein kann. Wegen der hydraulischen "Hebelgesetze" kann dadurch eine solche Konfiguration erreicht werden, bei der bei­ spielsweise am Betätigungselement der Weg groß und die Kraft klein ist und am Arbeitselement der Weg klein und die Kraft groß ist. Eine solche Konfiguration wäre bei­ spielsweise bei Bremssystemen vorteilhaft. Natürlich wäre es je nach Anwendungsbereich auch möglich, das Betäti­ gungselement größer als das Arbeitselement auszubilden, um die umgekehrten Verhältnisse zu erreichen.
Fig. 22 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, wobei hier eine Verzweigung vorhanden ist und die Anwen­ dung des hydraulischen Betätigungssystems beispielsweise als Fahrradbremse gezeigt ist. Nach den bekannten Prinzi­ pien kann das hydraulische Betätigungssystem verzweigt werden, wobei dann die Wirkung nach den Verteilergesetzen aufgeteilt wird. Die hydrostatische Kraftverteilung macht dieses einfache Bausystem sehr vielseitig. Im einfachsten Fall kann die Wirkung durch zwei identische Zweige in zwei gleiche Teile aufgeteilt werden. Eine Aufteilung in eine Vielzahl von Zweigen sowie eine unterschiedliche Aufteilung kann leicht durch entsprechende, dem Fachmann bekannte Maßnahmen erreicht werden. Es ergibt sich somit auf einfachste Weise eine gleichmäßige Kraftverteilung auf die einzelnen Zweige, was beispielsweise mit Seil­ zügen oder ähnlichen herkömmlichen mechanischen Kraft­ übertragungssystemen äußerst schwierig bzw. unmöglich wäre. Darüberhinaus ist bei dem erfindungsgemäßen hydrau­ lischen Betätigungssystem die innere Reibung praktisch gleich Null, wohingegen beispielsweise bei Seilzügen größere Reibungskräfte vorhanden sind. Bei dem erfin­ dungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystem sind große Wirkabstände reibungsarm leicht überbrückbar.
Im Beispiel gemäß Fig. 22 verzweigt sich der von einem nicht gezeigten Betätigungselement herkommende Verbin­ dungsschlauch 4b an einem Verteiler 4b1 in zwei Zweige 4b2 und 4b3, an deren Enden jeweils ein Arbeitselement 3 befestigt ist. Zwischen den Arbeitselementen 3 ist bei dem gezeigten Anwendungsbeispiel als Fahrradbremse eine Fahrradfelge 40 mit einem darauf angebrachten Fahrrad­ reifen 41 angeordnet. Um die Fahrradbremse zu vervoll­ ständigen, wären zwischen jedem Arbeitselement 3 und der Felge 40 ein Bremselement oder Bremsklotz angeordnet und die jeweils außen liegende Seite der Arbeitselemente 3 würde sich an einem feststehenden Widerlager (beispiels­ weise an der Gabel oder am Rahmen des Fahrrades befe­ stigt) abstützen, wie dem Fachmann klar ist.
Das erfindungsgemäße hydraulische Betätigungssystem kann auch auf einfache Weise mit Steuer- und/oder Regelmecha­ nismen versehen werden. Dabei sollte vorteilhafterweise das hydraulische System in sich geschlossen bleiben, um das System einfach zu gestalten.
In Fig. 23 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei hier ein Kraftbegrenzer als Überdruck-Systemkraftbegrenzung vorgesehen ist. Hierbei ist der zwischen Arbeitselement 3 und Betätigungselement 2 verbundene Verbindungsschlauch 4c mit einem Verteiler 4c1 versehen, von dem aus ein Zweig 4c2 zu einem Kraft­ begrenzer 50 führt. Der beispielsweise in vorhandene Bauteile oder Gehäuse integrierte Kraftbegrenzer 50 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß ein am Ende des Zweigs 4c2 angebrachtes Regelelement 51, das identisch mit dem Arbeitselement 3 oder dem Betätigungselement 2 ausge­ bildet sein kann, auf mindestens eine Kompressionsfeder 52, 53 wirkt, die sich an einem stationären Rahmen 54 abstützt, welcher, wie schon erwähnt wurde, vorteilhaf­ terweise in vorhandene Bauteile oder Gehäuse integriert sein kann. Der sich dadurch ergebende Kraftbegrenzer wirkt stufenlos linear. Durch Verwendung von Rastelemen­ ten kann auch eine abgestufte Kraftbegrenzung erreicht werden. Ferner ist es möglich, ein Betätigungs- bzw. Arbeitselement in verstärkter Ausführung eigenständig (d. h. ohne Federn 52, 53 und Rahmen 54) als Regelelement zur Kraftbegrenzung vorzusehen.
Mehrere hydraulische Betätigungssysteme gemäß der vorlie­ genden Erfindung können in beliebiger Weise kombiniert werden. Fig. 24 und 25 zeigen als ein Beispiel für eine Kombination mehrerer erfindungsgemäßer hydraulischer Be­ tätigungssysteme ein Zwei-Kreis-System mit zwei hydrau­ lischen Betätigungssystemen gemäß Fig. 1. Indem die bei­ den Betätigungselemente 2 nebeneinander angeordnet wer­ den, können sie gemeinsam durch eine einzige Betätigung betätigt werden, um eine entsprechende Wirkung bei den getrennt voneinander angeordneten Arbeitselementen 3 zu erzielen. Dadurch ergibt sich beispielsweise bei einem Zwei-Kreis-Bremssystem durch Redundanz eine erhöhte Sicherheit. Die in Fig. 24 und 25 gezeigte Kombination könnte auch als Alternative für das in Fig. 22 gezeigte System verwendet werden. Wie schon mehrfach oben erwähnt wurde, ist natürlich beispielsweise auch eine Kombination möglich, bei der zwei Arbeitselemente nebeneinander ange­ ordnet werden und die beiden Betätigungselement getrennt voneinander angeordnet sind.
Bei dem in Fig. 26 und 27 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei erfindungsgemäße hydraulische Betätigungs­ systeme gemäß Fig. 1 derart kombiniert, daß sowohl die Betätigungselemente 2 als auch die Arbeitselemente 3 nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam betätigt werden bzw. gemeinsam wirken. Dadurch können doppelte Sicherheit oder doppelte (Betätigungs- und Wirk-)Wege erreicht werden, und dies bei einfachstem Aufbau des Systems.
Weitere Steuer- oder Regelmöglichkeiten ergeben sich durch einfaches, vorzugsweise stufenloses Drosseln oder auch vollständiges Blockieren des Verbindungsschlauchs. In Fig. 28 ist ein Ausführungsbeispiel des hydraulischen Betätigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Ventil zur Drosselung oder Blockierung des Hydro­ flusses im Verbindungsschlauch gezeigt. Das Ventil 60 ist beispielsweise mindestens einer, vorzugsweise aber ein Paar von vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Exzen­ tern 61, 62 mit Selbsthemmung, die sich um jeweilige Drehachsen 61a bzw. 62a drehen, wodurch beispielsweise bei vollständigem Blockieren des Verbindungsschlauchs 4 das hydraulische Betätigungssystem 1 in einem beliebigen Betätigungszustand festgestellt werden kann. Bei Verwen­ dung eines Ventils einfachster Bauart kann also bei­ spielsweise bei Verwendung des erfindungsgemäßen hydrau­ lischen Betätigungssystems in einem Bremssystem eine Feststellbremse erreicht werden, indem der Verbindungs­ schlauch bei betätigter Bremse blockiert wird, oder aber das Bremssystem kann abgeschaltet werden, indem der Verbindungsschlauch bei unbetätigter Bremse blockiert wird.
Fig. 29 und 30 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Betätigungs- bzw. Arbeitselements des hydraulischen Betätigungssystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei hier das Betätigungselement bzw. das Arbeitselement eine axiale, zentrale, durchgehende Öffnung 7 aufweisen für ein koaxiales Wirkprinzip. Natürlich kann bei einer Anwendung im hydraulischen Betätigungssystem gemäß der Erfindung entweder das Arbeitselement oder das Betäti­ gungselement eine axiale, zentrale, durchgehende Öffnung 7 für ein koaxiales Wirkprinzip aufweisen, während das andere Element beispielsweise ähnlich wie in Fig. 1-19 gezeigt ausgebildet sein kann, oder aber beide Elemente weisen die axiale Öffnung 7 auf.
Bei der Ausbildung des Elements mit einer mittigen Öff­ nung 7 weist das Element ebenfalls einen Anschlußstutzen auf, der normalerweise mit einem Verbindungsschlauch ver­ bunden ist. Der Anschlußstutzen ist mit einem Hauptkörper des Elements verbunden und ist vorzugsweise einstückig damit ausgebildet. Ähnlich wie bei den in Fig. 12-19 ge­ zeigten Elementen weist der Hauptkörper des Elements ge­ mäß Fig. 29 und 30 Teile mit formhaltenden Eigenschaften, vorzugsweise mit formhaltender Geometrie oder erhöhter Materialstärke, auf, die vorzugsweise ringförmig ausge­ bildet sind und eine Stabilisierung vorsehen. Anders als bei den in Fig. 12-19 gezeigten Elementen jedoch weist der Hauptkörper hier zusätzlich zu der im wesentlichen zylindrischen, axialen Außenwand des Hauptkörpers mit formhaltenden Eigenschaften auch einen Teil mit formhal­ tenden Eigenschaften auf, der eine im wesentlichen zylin­ drische, axiale Innenwand des Hauptkörpers bildet, welche die Öffnung 7 definiert. Zwischen den axialen Enden der Innen- und Außenwand ist vorzugsweise eine ungerade Anzahl von konzentrisch angeordneten, ringförmigen Teilen mit formhaltenden Eigenschaften, vorzugsweise mit form­ haltender Geometrie oder erhöhter Materialstärke, vor­ gesehen, die durch Teile mit elastischen, weggebenden Eigenschaften, vorzugsweise mit elastischer, weggebender Geometrie oder verminderter Materialstärke, zwischen je­ weils zwei benachbarten Teilen mit formhaltenden Eigen­ schaften verbunden sind. Dadurch wird ein richtungsge­ bundenes Ein- und Ausfahren des Elements ermöglicht, wobei der in der Mitte zwischen Innen- und Außenwand befindliche Ring bei Betätigung des Elements den größten Weg zurücklegen wird.
Es ist also auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 29 und 30 mindestens eine der im wesentlichen senkrecht zur gewünschten Bewegungs- bzw. Betätigungsrichtung ange­ ordneten Stirnwände des Hauptkörpers derart ausgebildet, daß ein zielgerichtetes Ein- und Ausfahren ermöglicht wird, da die axialen Innen- und Außenwände des Haupt­ körpers ja relativ starr sind und im wesentlichen nicht verformt oder ausgelenkt werden. Die Ausbildung der Stirnwände kann, wie oben beschreiben wurde, beispiels­ weise durch eine abwechselnde konzentrische Anordnung relativ starrer, formhaltender Ringe und relativ elasti­ scher, weggebender Ringe erfolgen, wie es in den Fig. 29 und 30 gezeigt ist. Es wäre jedoch beispielsweise auch möglich, eine oder beide der ringförmigen Stirnwände vollständig als elastische Membran auszubilden, so daß sich bei Betätigung eine eher bauchige, ringförmige Ein- oder Ausbuchtung ergibt.
In den Fig. 29A und 30A ist eine Abwandlung des Betäti­ gungs- bzw. Arbeitselements ähnlich dem in Fig. 29 und 30 gezeigten dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 29A und 30A jedoch ist zusätzlich ein Anschluß­ stutzen 70 an der Außenwand des Betätigungs- bzw. Ar­ beitselements vorgesehen. Dieser Anschlußstutzen 70 kann zum Befüllen und Entlüften verwendet werden. Ein weiterer Vorteil des Anschlußstutzens 70 liegt darin, einen wei­ teren Zugang zum Inneren des Betätigungs- bzw. Arbeits­ elements vorzusehen, was dessen Herstellung beispiels­ weise durch Spritzguß wesentlich erleichtert.
Im Betriebszustand des Betätigungs- bzw. Arbeitselements ist der Anschlußstutzen 70 beispielsweise mit einem Stopfen 72 verschlossen, welcher mit einem auf den An­ schlußstutzen 70 aufgebrachten Befestigungsring 71 im Anschlußstutzen 70 gesichert oder festgeklemmt werden kann.
Die Fig. 31-39 zeigen Anwendungsmöglichkeiten des erfin­ dungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystems als Rad- oder Rollenbremse, insbesondere für Inline-Skates.
Wie in Fig. 31 und 32 zu erkennen ist, weist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bremssystems 100 ein Rad bzw. eine Rolle 101 mit einer Lauffläche 102 und einer Seiten­ fläche 103 auf. Ein Bremselement 104, vorzugsweise in Prägeblechausführung, besitzt eine mehrfach gebogene Kon­ figuration und ist an einem Ende 104a gelagert. Bei Prä­ geblechausführung ist beispielsweise eine Lagerung mit­ tels eines Stifts 105 optimal. Der Stift könnte auch ein­ stückig mit dem Bremselement ausgebildet sein; beispiels­ weise könnte der Stift bei Prägeblechausführung angeprägt sein. Das Bremselement 104 kann um den Stift 105 ver­ schwenkt werden, so daß ein dem Rad 101 nächstliegender, gebogener mittlerer Teil 104b des Bremselements 104 mit dem Rad in Eingriff kommen kann. Das Verschwenken des Bremselements 104 wird durch ein Arbeitselement 3, bei­ spielsweise aus dem hydraulischen Betätigungssystem gemäß Fig. 1, erreicht, das mit dem anderen Ende 104c des Bremselements 104 in Eingriff kommt. Ein Lösen der Bremse kann beispielsweise durch eine an das Bremselement an­ greifende Feder (nicht gezeigt) oder durch die Rückstell­ kräfte des hydraulischen Betätigungssystem erfolgen. Fig. 33 und 34 zeigen das Bremssystem gemäß Fig. 31 und 32 im betätigten oder Bremszustand. Wie dem Fachmann klar ist, benötigt das Arbeitselement 3 ein Wider- oder Gegenlager, um bei Betätigung eine Kraft auf das Bremselement 104 aufbringen zu können. Dieses Wider- oder Gegenlager kann bei einem Rollschuh oder Inline-Skate auf einfache Weise durch den Rahmen bzw. das Chassis gebildet werden, in dem die Achsen der Rollen 101 gelagert sind und der bzw. das aus Gründen der einfacheren Darstellung in Fig. 31-39 weggelassen wurde.
In Fig. 35 und 36 ist eine Anwendungsmöglichkeit des er­ findungsgemäßen hydraulischen Betätigungssystems als Rad- oder Rollenbremse, beispielsweise bei Rollschuhen bzw. Inline-Skates, gezeigt. Hierbei werden beispielsweise alle vier Rollen eines Rollschuhs gebremst, wobei jeweils ein Arbeitselement 3 auf zwei Bremselemente 104 wirkt, um jeweils zwei Rollen 101 zu bremsen. Es wäre beispiels­ weise auch möglich, die beiden Bremselemente 104 zu einem einzigen Bremselement zusammenzufassen oder auch ein ein­ ziges Bremselement für alle vier Rollen bzw. Räder vorzu­ sehen. Auch andere Konfigurationen sind denkbar und möglich.
Fig. 37 und 38 zeigen ein Bremssystem für Inline-Skates ähnlich dem in Fig. 35 und 36 gezeigten, jedoch ist hier für jede Rolle 101 ein eigenes Bremssystem 100 vorgese­ hen. Jedes in Fig. 37 und 38 gezeigte Bremssystem 100 könnte identisch mit dem in Fig. 31-34 gezeigten sein.
Gemäß dem mit Bezug auf Fig. 22 oder 24-25 erklärten Prinzip können die Arbeitselemente 3 der Fig. 35-38 durch ein einziges Betätigungselement betätigt werden oder es kann ein Mehr-Kreis-System vorgesehen werden, so daß jedem Arbeitselement ein eigenes Betätigungselement zu­ geordnet ist, wobei die Betätigungselemente vorzugsweise gemeinsam betätigt werden (vgl. Fig. 24 und 25).
Fig. 39 zeigt eine weitere vorteilhafte Anwendungsmög­ lichkeit der erfindungsgemäßen hydraulischen Betätigungs­ systems. Hier ist zusätzlich zu einem Bremssystem, bei­ spielsweise ähnlich dem in Fig. 31-38 gezeigten, ein Temperaturwarnsystem 150 vorgesehen. Das Temperaturwarn­ system, auch Thermo-Control-System oder TCS genannt, dient dazu, eine Überhitzung der gebremsten Räder (auf­ grund von Reibungswärme beim Bremsen) zu verhindern. In dem in Fig. 39 gezeigten Beispiel wird ein Rad 151 ge­ bremst. Es können beliebige Räder und auch eine beliebige Vielzahl von Rädern gebremst und mit einem TCS versehen werden.
Das hier vorgeschlagene TCS ist sehr einfach aufgebaut und kann auf kleinstem Raum mit kostengünstigen Bauteilen realisiert werden.
Ein Bremselement 152, das beispielsweise ähnlich dem Bremselement 104 gemäß Fig. 31-38 sein kann, ist derart angeordnet, daß es durch ein Arbeitselement 154 eines Betätigungssystems 153, welches beispielsweise ähnlich dem hydraulischen Betätigungssystem 1 gemäß Fig. 1-3 sein kann, in Bremseingriff mit dem Rad 151 gebracht werden kann. Vorzugsweise wird das Bremselement 152 mit einer Seitenfläche des Rads 151 in Eingriff gebracht.
Bei Betätigung des Betätigungselements 155 des Betäti­ gungssystems 153 wird das Arbeitselement 154 derart betä­ tigt, daß das Rad 151 durch das Bremselement 152 gebremst wird. Beim Bremsen erwärmt sich das Bremselement 152 und das gebremste Rad 151. Diese Erwärmung muß in bestimmten Grenzen gehalten werden, da das Rad oder das Bremselement aus einem nicht sehr temperaturbeständigen Werkstoff her­ gestellt ist und Schaden nehmen könnte. Zudem verringert sich bei Erwärmung die Bremskraft.
Da das TCS vorzugsweise mobil eingesetzt wird, beispiels­ weise in Rollschuhen oder Inline-Skates, wird vorteil­ hafterweise eine Spannungsversorgung 156 für das TCS ge­ wählt, die ebenfalls mobil ist, wie beispielsweise eine Batterie oder ein Akku. Wegen der begrenzten Platzver­ hältnisse im oder am Chassis eines Inline-Skates wird eine Knopfzelle als Spannungsversorgung 156 bevorzugt.
Um möglichst wenig Energie zu verbrauchen, wird das TCS 150 (und die Spannungsversorgung 156) vorzugsweise nur dann eingeschaltet, wenn auch gebremst wird. Dies kann auf einfache Weise erreicht werden, indem ein Schalter mit dem Betätigungssystem gekoppelt wird. In dem in Fig. 39 gezeigten Beispiel ist ein Schalter 157 mit dem Betä­ tigungselement 153 derart gekoppelt, daß der Schalter 157 beim Betätigen des Betätigungselements 155 geschaltet wird und das TCS aktiviert. Die Aktivierung des TCS 150 kann beispielsweise durch eine LED 158 angezeigt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die LED 158 grün, um einen ordnungsgemäßen Zustand zu signalisieren.
Wie schon erwähnt wurde, erwärmt sich durch das Bremsen das Rad 151 und das Bremselement 152. Die Erwärmung des Bremselements 152 wird mittels eines Temperatursensors 159 erfaßt, der auf dem Bremselement 152 angeordnet ist.
Der Temperatursensor 159 könnte beispielsweise ein tempe­ raturabhängiger Widerstand sein, der mit einer Schaltung gekoppelt ist, die bei bestimmten Widerstandswerten des Widerstands Signale erzeugen kann.
So kann bei erhöhter, aber noch nicht kritischer Tempe­ ratur des Bremselements 152 ein Signal an eine weitere LED 160 abgegeben, die vorzugsweise gelb sein kann und deren Aufleuchten eine Warnung signalisiert. Bei weiteren Erhöhung der Temperatur aufgrund fortgesetzten Bremsens, kann ein weiteres Signal an eine dritte LED 161 geschickt werden, die vorzugsweise rot ist und deren Aufleuchten einen kritischen Zustand anzeigt, bei dem eine Beschädi­ gung des Rades und ein Bremskraftverlust möglich ist. Zusätzlich zu der roten LED 161 kann auch ein akustischer Signalgeber 162 betätigt werden, um zusätzliche Aufmerk­ samkeit zu erregen.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine bestimmte Anordnung verschiedener Elemente unter Verwendung mehre­ rer LEDs 158, 160, 161 und eines akustischen Signalgebers 162. Grundsätzlich ist jedoch lediglich wichtig, daß das TCS bei übermäßiger Temperaturerhöhung am Bremselement eine Warnung gibt, sei es durch akustische, optische oder andere Signalgeber, um eine Beschädigung des Rades auf­ grund überhöhter Temperatur verhindern zu können.
Die in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 39 verwendeten Bauelemente sind allesamt kostengünstig und können auf kleinstem Raum integriert werden, so daß eine Verwendung beispielsweise bei Inline-Skates ohne weiteres möglich ist, ohne die Fahreigenschaften oder das optische Er­ scheinungsbild der Inline-Skates zu beeinträchtigen.
Ein großes Problem, das insbesondere auch beim Bremsen von Inline-Skate-Rollen auftritt, ist, daß die Rollen beim Bremsen rutschen oder blockieren können und dadurch ungleichmäßig abgenutzt werden. Wenn eine Rolle beim Bremsvorgang blockiert oder auf dem Untergrund rutscht bzw. gleitet, wird die Lauffläche lokal stark abgerieben und es bildet sich eine Abflachung auf der Lauffläche, so daß die Rolle nicht mehr rund läuft und ausgetauscht wer­ den muß. Dieses Abflachen der Lauffläche wird auch Flattening genannt.
Um Flattening zu vermeiden, dürfen also die Räder beim Bremsen nicht blockieren oder gleiten. Anders ausgedrückt darf die auf jedes Rad angelegte dynamische Bremskraft die unter Vermeidung von Gleiten maximal mögliche, zwi­ schen Rad und Straße wirkende dynamische Bremskraft niemals überschreiten.
Dem Bremssystem der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß die Haftreibung (FH = µH × F) zwischen einem Gegenstand, wie beispielsweise einem Rad oder einer Rolle, und dem Untergrund größer ist als die entsprechende Gleitreibung (FG = µG × F), oder anders ausgedrückt µH < µG. Andererseits ändert sich die mögli­ che dynamische Bremskraftübertragung zwischen Rad und Untergrund (Straße) mit der Rollgeschwindigkeit, und zwar nimmt die maximal mögliche Bremskraft mit zunehmender Rollgeschwindigkeit zu.
Eine besondere Situation ergibt sich dann, wenn die Roll­ geschwindigkeit des Rades geringer ist als die Fortbewe­ gungsgeschwindigkeit des Rades über Grund. Dies ist bei­ spielsweise dann der Fall, wenn ein sich langsam drehen­ des oder stillstehendes Rad, das ohne Bodenkontakt schnell über einen Untergrund bewegt wird, auf den Unter­ grund auftrifft und Bodenkontakt bekommt. Dies ist bei­ spielsweise beim Fahrgestell eines landenden Flugzeugs der Fall, oder auch bei Rollschuhen oder Inline-Skates, bei denen eine oder mehrere Rollen (oder Räder) zeitweise keinen Bodenkontakt haben und während dieser Phase ihre Dreh- bzw. Rollgeschwindigkeit verringern oder gar zum Stillstand kommen.
Wenn nun in einer solchen Situation das auf den Unter­ grund auftreffende Rad gebremst wird, muß die durch den Bodenkontakt übertragene Kraft nicht nur die Trägheits­ kräfte des Rades ausgleichen, um dieses auf die der Ge­ schwindigkeit über Grund entsprechende Rollgeschwindig­ keit zu bringen, sondern es wird sogleich auch eine an das Rad angelegte Bremskraft übertragen. Diese Kumulation von Kräften ist üblicherweise größer als die zwischen Rad und Untergrund übertragbare dynamische Kraft, so daß das Rad rutscht. Während das Rad rutscht, ergibt sich das obengenannte Flattening. Um Flattening zu verhindern, sollte also bei niedriger Dreh- oder Rollgeschwindigkeit des Rades auch nur eine geringe Bremskraft an das Rad angelegt werden, um das Rutschen des Rades zu minimieren oder gar zu eliminieren. Mit ansteigender Dreh- bzw. Rollgeschwindigkeit des Rades kann auch eine größere Kraft zwischen Rad und Untergrund übertragen werden, so daß die an das Rad angelegte Bremskraft mit ansteigender Dreh- bzw. Rollgeschwindigkeit entsprechend ansteigen kann, ohne daß das Rad rutscht.
Entsprechendes wie oben hinsichtlich der Reibung zwischen Rad und Untergrund gesagt wurde, gilt prinzipiell auch für die Reibung zwischen Bremselement und Rad. Wenn ein Rad gebremst wird und den Bodenkontakt verliert oder von vornherein keinen Bodenkontakt hat, so wird es schnell zum Stillstand kommen. Zwischen Bremselement und Rad wirkt dann eine Haftreibung, die höher ist als die Gleit­ reibung der anderen Räder. Da alle Räder die gleiche Bremskraft haben, bleibt das zuvor entlastete Rad bei erneutem Bodenkontakt blockiert und flacht ab.
Fig. 40 ist ein Schaubild, das die Bremskraftverläufe bei einem Rad oder einer Rolle darstellt. In der linken Hälfte des Schaubilds ist ein Bereich gezeigt, der mit "Blockierbereich" bezeichnet ist. Hier könnte also nicht die gesamte angelegte Bremskraft auf den Untergrund bzw. die Straße übertragen werden, es würde zu stark gebremst und das Rad würde blockieren. Andererseits gibt es im unteren Teil des Schaubilds einen Bereich unterhalb der Strich-Punkt-Linie, die die theoretisch maximal mögliche Bremskraftübertragung zwischen Rad und Straße, "Fdyn theoretisch", markiert, in dem die gesamte Bremskraft auf die Straße gebracht werden kann, also das Rad nicht blockiert oder gleitet und kein Flattening auftritt. Abzüg­ lich einer Sicherheits-Marge ergibt sich ein Bereich für ein Bremssystem, der unterhalb der mit "Fdyn AFS" be­ zeichneten Linie liegt.
Basierend auf diesen Überlegungen wurde also ein Brems­ system entwickelt, das sich in diesem zulässigen Bereich bewegt, also bei niedriger Dreh- bzw. Rollgeschwindigkeit wenig oder schwach bremst und bei hoher Dreh- bzw. Roll­ geschwindigkeit stark bremst. Ein solches Bremssystem kann als Anti-Flattening-System (AFS) oder auch als Anti- Blockier-System (ABS) bezeichnet werden, da es Flattening oder ein Blockieren der Räder zuverlässig verhindert.
Es wurde herausgefunden, daß die geforderten Bedingungen von einem Visko-Bremssystem in idealer Weise erfüllt wer­ den können. Es können jedoch auch Systeme auf der Basis von Fliehkraft oder Drosselpumpensysteme verwendet wer­ den. Wichtig ist, daß die erzielbare Bremskraft bei nied­ riger Dreh- bzw. Rollgeschwindigkeit gering ist und mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Rads zunimmt und im zulässigen Bereich gemäß Fig. 40 bleibt, d. h. unterhalb der mit "Fdyn AFS" bezeichneten Linie.
Fig. 41 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Rad- oder Rollenbremse, beispielsweise für Roll­ schuhe bzw. Inline-Skates, und zwar in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Visko-Bremssystem 200, das eine Anti-Flattening-Funktion bzw. Anti-Blockier-Funktion für das Rad vorsieht. Vorzugsweise findet hierbei das oben beschriebene hydraulische Betätigungssystem Anwendung.
Im einzelnen sind in Fig. 41 linke und rechte Teile 201, 202 des Chassis eines Rollschuhs bzw. Inline-Skates ge­ zeigt. Eine Radfelge 203 trägt ein Rad 204. Die Felge 203 wird von zwei Kugellagern 205, 206 getragen, die ihrer­ seits auf einer Distanzhülse 207 angeordnet sind. Im zu­ sammengebauten Zustand befinden sich Felge 203, Kugel­ lager 205, 206 und Distanzhülse 207 innerhalb des Rads 204.
Das eigentliche AFS-Bremssystem weist einen Mitnehmer 208 auf. Der Mitnehmer 208 besteht vorzugsweise aus Stahl in MIM-Technik (MIM = Metal Injection Molding = Metall­ spritzguß). Ein Außenring 208a des Mitnehmers 208 ist vorgesehen zum Eingriff mit dem Rad 204, um mittels Reib- Formschluß eine Bremskraft auf das Rad 204 aufzubringen. Auf der Rückseite des Außenrings 208a sind entlang des gesamten Umfangs des Mitnehmers 208 eine Vielzahl radia­ ler Rippen 208b zur Stabilisierung und Kühlung des Außen­ rings 208a vorgesehen. Der Mitnehmer 208 weist ferner einen rohrförmigen Ansatz 208c auf, in dem mindestens eine, vorzugsweise zwei in axialer Richtung verlaufende Nuten 208d vorgesehen sind. Die Nuten 208d dienen zum Eingriff mit Ansätzen auf mindestens einer noch zu be­ schreibenden Inneneingriffsscheibe.
Eine Rückstellfeder 209 ist zwischen dem Lager des Rads 204 und dem AFS, insbesondere also zwischen dem auf der Distanzhülse 207 angebrachten Kugellager 206 und dem Mit­ nehmer 208 vorgesehen. Die Rückstellfeder 209 dient dazu, nach Beendigung des Bremsvorgangs den Mitnehmer 208 von dem Rad 204 zu entfernen, um einen freien Lauf des Rades 204 zu gewährleisten, wenn das AFS nicht betätigt wird. Jegliches geeignete Federelement kann für die Rückstell­ feder 209 verwendet werden. Vorzugsweise ist die Rück­ stellfeder 209 ein Federring oder eine Tellerfeder, wie es in Fig. 41 gezeigt ist.
Ein Dichtring 210 ist zwischen dem Mitnehmer 208 und einem Kupplungsgehäuse 211 zur Abdichtung dazwischen vor­ gesehen. Das Kupplungsgehäuse 211 besteht vorzugsweise aus Stahl in MIM-Technik (MIM = Metal Injection Molding = Metallspritzguß). Das Kupplungsgehäuse 211 weist einen rohrförmigen, mittigen Ansatz 211a auf, der in den rohr­ förmigen Ansatz 208c des Mitnehmers 208 paßt. Der rohr­ förmige Ansatz 211a des Kupplungsgehäuses 211 bildet zu­ sammen mit einer ringförmigen Außenwand 211b einen Ring­ raum zur Aufnahme von Kupplungsscheiben. An der Außenwand 211b sind radial innen mindestens ein, vorzugsweise zwei axiale Nuten 211c ausgebildet zum Eingriff mit mindestens einer noch zu beschreibenden Außeneingriffsscheibe. Radial außen von der Außenwand 211b ist an der dem Mit­ nehmer zugewandten Seite des Kupplungsgehäuses 211 eine ringförmige Nut 211d zur Aufnahme des Dichtrings 210 vor­ gesehen. Auf der dem Mitnehmer 208 abgewandten Seite weist das Kupplungsgehäuse 211 mindestens einen axial vorspringenden Stift 211e auf, der zusammen mit minde­ stens einer entsprechenden Öffnung in dem Chassis eine Verdrehsicherung für das Kupplungsgehäuse 211 bildet.
In dem Kupplungsgehäuse 211 sind abwechselnd mindestens eine mit dem Mitnehmer 208 in Eingriff stehende Innen­ eingriffsscheibe 212 und mindestens eine mit dem Kupp­ lungsgehäuse 211 in Eingriff stehende Außeneingriffs­ scheibe 213 vorgesehen.
Die Inneneingriffsscheibe 212 weist eine runde Mittelöff­ nung auf, in die der rohrförmige Ansatz 208c des Mitneh­ mers 208 paßt. Mindestens ein Vorsprung ragt radial in die Mittelöffnung der Inneneingriffsscheibe, und zwar bezüglich Anzahl, Lage und Größe entsprechend der Nut(en) im rohrförmigen Ansatz 208c des Mitnehmers. Vorzugsweise ist die Außenkontur der Inneneingriffsscheibe aus zwei gegenüberliegenden Kreisbogenabschnitten gebildet, die durch zwei Sekanten verbunden sind. Vorzugsweise besteht die Inneneingriffsscheibe 212 aus Stahl.
Die Außeneingriffsscheibe 213 weist ebenfalls eine runde Mittelöffnung auf, in die der rohrförmige Ansatz 208c des Mitnehmers 208 paßt. Jedoch sind in der Mittelöffnung der Außeneingriffsscheibe 213 keine Vorsprünge vorgesehen. Die Außeneingriffsscheibe 213 besitzt einen runden Außen­ umfang, von dem aus mindestens ein Vorsprung nach außen ragt, und zwar bezüglich Anzahl, Lage und Größe entspre­ chend der Nut(en) in der Außenwand 211b des Kupplungsge­ häuses 211. Die ringförmige Außeneingriffsscheibe 213 weist eine Vielzahl Bohrungen auf, die durch den von der Außeneingriffsscheibe 213 gebildeten Ring axial hindurch­ gehen, und zwar zum Durchlaß von Visko-Strömungsmittel. Die Außeneingriffsscheibe 213 besteht vorzugsweise aus Stahl.
Zwischen je zwei Scheiben 212, 213 ist eine Distanz­ scheibe 214 angeordnet, die vorzugsweise aus hochtempe­ raturfestem Kunststoff besteht.
Alle vorgenannten Teile des Visko-Bremssystems 200 sind auf einer Radachse 215 angebracht, die sich von einem Teil des Chassis zum anderen erstreckt. Das Kupplungs­ gehäuse 211 ist mit einem geeigneten Visko-Strömungs­ mittel gefüllt, vorzugsweise mit Visko-Öl, um die ge­ wünschten Bremskrafteigenschaften zu erzielen (vgl. Fig. 40).
Ein Arbeitselement 3 eines hydraulischen Betätigungs­ systems, wie beispielsweise dem in Fig. 1-3 oder 6-8 gezeigten, ist zur Betätigung der Visko-Bremse vorge­ sehen, um über die Visko-Bremse einν Bremseingriff des Mitnehmers 208 mit dem Rad 204 zu bewirken.
Abwandlungen des Visko-Bremssystems, insbesondere der Visko-Bremse sind möglich, beispielsweise durch einfache mechanische Umkehrungen.
In den Fig. 42-44 ist das AFS mit Visko-Bremssystem im zusammengebauten Zustand gezeigt. Wie vor allem in Fig. 43 zu erkennen ist, werden die Einsatzmöglichkeiten des Rades durch die geringe Baugröße des AFS nicht beein­ trächtigt. Insbesondere sind mit dem erfindungsgemäßen AFS die gleichen Schräglagen möglich wie ohne AFS. Auch das optische Erscheinungsbild 08840 00070 552 001000280000000200012000285910872900040 0002019930297 00004 08721 wird beispielsweise bei Inline-Skates durch das AFS nicht beeinträchtigt.
Das erfindungsgemäße Bremssystem kann auch noch weiter in ein Rad, beispielsweise eine Inline-Skate-Rolle integ­ riert werden. Beispiele dafür ist in Fig. 45 und 46 gezeigt. In Fig. 45 ist eine Rolle 300 in einem Chassis 301 drehbar angebracht, und zwar mittels einer Achse 302. Die Achse 302 ist vorzugsweise mit Befestigungsschrauben 303, 304 an dem Chassis 301 befestigt. Zwischen dem Chassis 301 und der Rolle 300 ist auf der Achse 302 vorzugsweise eine Distanzhülse 306 vorgesehen.
Während die Distanzhülse 306 auf der linken Seite in Fig. 45 vorgesehen ist, um einen Abstand zwischen Rolle 300 und Chassis 301 vorzusehen, ist auf der rechten Seite in Fig. 45 eine ähnliche Distanzhülse vorgesehen, die zusammen mit einer Ausnehmung bzw. Vertiefung in dem Chassis 301 eine Aufnahme für einen oder mehrere Betäti­ gungsbalgen 307 bildet. Der oder die Betätigungsbalgen 307 stützen sich bei Betätigung an dem Chassis 301 ab. Da das Chassis 301 an dieser Stelle aufgrund der Ausnehmung bzw. Vertiefung geschwächt ist, kann zwischen dem Schrau­ benkopf der Befestigungsschraube 304 und dem Chassis 301 eine Verstärkungsscheibe 305 vorgesehen sein, und zwar ähnlich einer Unterlegscheibe.
Der Betätigungsbalg 307 wirkt über eine Temperatur­ isolationsscheibe 308, vorzugsweise aus Glimmer, auf eine Bremsplatte 309, die beispielsweise durch einen axialen Vorsprung 310 mit dem Chassis 301 drehfest verriegelt ist, sich zur Betätigung der Bremse jedoch in begrenztem Maße axial verschieben läßt. Auf der Bremsplatte 309 ist ein ringförmiger Bremsbelag 311 angebracht, welcher beim Bremsen mit einem entsprechenden, an der Rolle 300 angebrachten Bremsbelag 311 zusammenwirkt. Es sei jedoch bemerkt, daß grundsätzlich ausreichend wäre, nur einen Bremsbelag zu verwenden, welcher mit einer entsprechen­ den, gegenüberliegenden Fläche zusammenwirken könnte.
Zwischen der Bremsplatte 309 und der Rolle 300 ist eine Ausrückfeder 312 angeordnet, um nach beendetem Brems­ vorgang die Bremsbeläge 311 voneinander zu trennen.
Die Rolle 300 ist mittels Kugellagern 313 auf der Achse 302 gelagert. Die Rolle 300 weist eine vorzugsweise aus Kunststoff, Stahl, oder MIM-Material bestehende Felge 314 auf, die einen axial zugänglichen Hohlraum 315 zur Aufnahme einer Art Visko-Kupplung oder Visko-Bremse 316 besitzt. Die Visko-Kupplung bzw. -Bremse 316 weist eine Mitnahmehülse 317 auf, die im Hohlraum 315 drehbar gelagert ist. Der rollenseitige Bremsbelag 311 ist an der Mitnahmehülse 317 befestigt. Die Mitnahmehülse 317 liegt an der radialen Innenseite des Hohlraums 315 an und weist einen Flansch auf, der den Hohlraum 315 an der axial offenen Seite davon verschließt. Der durch die Mitnahme­ hülse 317 abgeschlossene Teil des Hohlraums 315 ist mit einer geeigneten Visko-Flüssigkeit gefüllt und mittels O-Ringen 318, 319 nach außen hin abgedichtet.
In den Hohlraum 316 ragen radial Kupplungsscheiben 320, 321, die in axialer Richtung gesehen abwechselnd mit der Felge 314 und mit der Mitnahmehülse 317 verbunden sind. So sind die Scheiben 320 mit der Felge 314 verbunden, besitzen also eine Außenmitnahme bzw. einen Außenein­ griff, wohingegen die Scheiben 321 mit der Mitnahmehülse verbunden sind, also eine Innenmitnahme bzw. einen Inneneingriff besitzen. Die Funktionsweise einer Visko- Kupplung bzw. Visko-Bremse ist allgemein bekannt und braucht daher hier nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben werden.
Auf der Felge 314 ist ein Reifen 322 aufgebracht, und zwar insbesondere rastbar, axial formschlüssig und drehmomentgesichert. Der Reifen 322 besteht vorzugsweise aus Gummi und ist auf die Felge 314 aufvulkanisiert. Alternativ dazu könnte der Reifen aus aufgespritztem Kunststoff bestehen.
Bei Betätigung der Bremse vergrößert sich zunächst der mindestens eine Betätigungsbalg 307 in axialer Richtung. Der Betätigungsbalg 307 stützt sich gegen das Chassis 301 ab und bewegt die Bremsplatte 309 in axialer Richtung zur Rolle 300 hin, und zwar entgegen der Kraft der Ausrück­ feder 312. Der relativ stationäre Bremsbelag auf der Bremsplatte 309 kommt mit dem sich drehenden Bremsbelag auf der Mitnahmehülse 317 in Eingriff. Durch den Rei­ bungseingriff ergibt sich eine Bremswirkung, die auf die Mitnahmehülse 317 übertragen wird. Diese Bremswirkung wirkt allerdings nicht unmittelbar auf den Reifen 322 der Rolle 300, denn eine solche unmittelbare Bremswirkung würde zum Blockieren der Rolle 300 und zum Abflachen (Flattening) des Reifens führen. Die auf die Mitnahme­ hülse 317 aufgebrachte Bremswirkung wird über die Visko- Kupplung bzw. Visko-Bremse 316 auf die Felge 314 und somit auf den Reifen 322 übertragen. Dadurch wird die Bremswirkung besser dosiert und führt nicht zum Blockieren der Rolle 300.
Fig. 46 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 45 gezeigten Bremsvorrichtung, wobei hier das Chassis und der oder die Betätigungsbalgen nicht gezeigt sind.
Eine Rolle 400 ist mittels Kugellagern 413 auf einer Achse 402 gelagert. Die Rolle 400 weist eine Felge 414 und einen Reifen 422 auf. Radial zwischen der Felge 414 und der Achse 402 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Bremstrommel 424 vorgesehen, die mit der Felge 414 dreh­ fest verbunden ist. Eine auf der Achse 402 gelagerte Bremsplatte 409 weist einen auf der Achse 402 laufenden axialen Flansch auf. In einem radial mittleren Teil der Bremsplatte 409 ist eine axiale Abstufung vorgesehen. Dies schafft Raum in axialer Richtung, um ein Ausrück­ federpaket 412 oder alternativ dazu eine einfache Aus­ rückfeder (nicht gezeigt) auf der Achse 402 unterzu­ bringen. An der Bremsplatte 409 einerseits und an einer Mitnahmehülse 417 andererseits sind Bremsbeläge 411 angebracht, die in axialer Richtung in Eingriff kommen können bzw. zusammenwirken. Wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel wäre auch hier die Verwendung von nur einem Bremsbelag möglich. Die Mitnahmehülse 417 schließt unter Verwendung von O-Ringen 419 einen Hohlraum in der Bremstrommel 424 für eine Visko-Kupplung bzw. Visko- Bremse ab. Ein Sicherungsring 423 sichert die Mitnahme­ hülse 417 und somit die Visko-Kupplung bzw. -Bremse gegen eine axiale Bewegung aus der Bremstrommel 424. Die Visko- Kupplung bzw. -Bremse besteht im wesentlichen aus Innen­ scheiben 421, die mit der Mitnahmehülse 417 drehfest ver­ bunden sind, und Außenscheiben 420, die mit der Brems­ trommel 424 drehfest verbunden sind. In einem radial inneren Bereich ist zwischen den Kupplungsscheiben (Innen- und Außenscheiben) 420, 421 jeweils eine Zwischenscheibe 425 angeordnet. Die Zwischenscheibe 425 dient als Abstandshalter und zur Stabilisierung der Kupplungsscheiben 420, 421. Vorzugsweise weisen die Kupplungsscheiben 420, 421 Löcher auf. Die Funktionsweise der Bremsvorrichtung gemäß Fig. 46 ist ähnlich wie die gemäß Fig. 45 und wird daher nicht im einzelnen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Bremse bietet eine extrem wirksame Bremse, wodurch sehr kurze Bremswege ermöglicht werden. Dennoch wird ein Blockieren der Räder und Flattening zuverlässig vermieden.
Abwandlungen der Erfindung sind ohne weiteres möglich.

Claims (77)

1. Hydraulisches Betätigungssystem (1) mit mindestens einem Betätigungs-/Arbeitselement (2, 3) so ausge­ führt, daß ein in sich geschlossenes komprimierendes/­ expandierendes Volumen einstückig erzeugt wird durch geeigneten Werkstoff, Härte und Geometrie, so daß die Kompression/Expansion zielstrebig in die Betätigungs­ richtung geht.
2. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeits­ element (2, 20; 3, 30) folgendes aufweist:
einen Anschluß (21, 31) zur Verbindung mit einer Leitung (4); und
einen Hauptkörper (22, 32), welcher eine mit dem Anschluß verbundene, im übrigen geschlossene Kammer zur Aufnahme von Hydraulikströmungsmittel bildet und eine im wesentlichen zylindrische, sich in axialer Richtung erstreckende Außenwand (23, 33) sowie zwei im wesentlichen ebene, im wesentlichen senkrecht zur Außenwand verlaufende Stirnwände aufweist, wobei min­ destens eine der Stirnwände derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Teil davon bei einer Druckänderung von in der Kammer befindlichem Hydraulikströmungs­ mittel axial ausgelenkt wird.
3. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand aus einer abwechselnden Anordnung relativ starrer, form­ haltender Teile (24, 25, 28; 34, 35, 38) und relativ elastischer, weggebender Teile (26, 27; 36, 37) besteht.
4. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand kreisförmig ist und aus einer abwech­ selnden konzentrischen Anordnung aus mindestens einem relativ elastischen, weggebenden Ring (26; 36) sowie einem relativ starren, formhaltenden, kreisförmigen Mittelteil (28, 38) besteht.
5. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand ferner mindestens einen relativ starren, formhaltenden Ring (24; 34) und mindestens zwei relativ elastischen, weggebenden Ringe (26, 27; 36, 37) aufweist.
6. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper ferner eine durchgehende Öffnung (7) aufweist, die durch eine im wesentlichen zylindrische, sich in axialer Richtung erstreckende Innenwand definiert wird, die koaxial innen bezüglich der Außenwand (23, 33) angeordnet ist.
7. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand ringförmig ist und aus einer abwechselnden konzentrischen Anord­ nung aus mindestens einem relativ starren, formhal­ tenden Ring und mindestens zwei relativ elastischen, weggebenden Ringen besteht.
8. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Haupt­ körpers derart ausgebildet ist, daß sie bei im we­ sentlichen gleichbleibender Materialstärke eine umfangsmäßige, radiale Rinne oder Nut bildet.
9. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement einen Befüllungs- bzw. Entlüftungsansatz (8) aufweist.
10. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement mindestens einen Befestigungsflansch (10) aufweist.
11. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement einstückig ausgeführt ist.
12. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement einteilig hergestellt ist.
13. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement aus einem Elastomer besteht.
14. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement aus einem elastischen Thermoplast besteht.
15. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement aus einem elastischen Duroplast besteht.
16. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Betätigungs-/Arbeitselements eine Härte von 65°-75° Shore (A) besitzt.
17. Hydraulisches Betätigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/Arbeitselement durch Spritzguß her­ gestellt ist.
18. Betätigungs-/Arbeitselement (20, 30) für ein hydrau­ lisches Betätigungssystem (1), wobei das Betätigungs- /Arbeitselement (20, 30) mit einer Hydraulikströ­ mungsmittel führenden Leitung (4) verbunden ist und folgendes aufweist:
einen Anschluß (21, 31) zur Verbindung mit der Leitung (4); und
einen Hauptkörper (22, 32), welcher eine mit dem Anschluß verbundene, im übrigen geschlossene Kammer zur Aufnahme von Hydraulikströmungsmittel bildet und eine im wesentlichen zylindrische, sich in axialer Richtung erstreckende Außenwand (23, 33) sowie zwei im wesentlichen ebene, im wesentlichen senkrecht zur Außenwand verlaufende Stirnwände aufweist, wobei min­ destens eine der Stirnwände derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Teil davon bei einer Druckänderung von in der Kammer befindlichem Hydraulikströmungs­ mittel axial ausgelenkt wird.
19. Betätigungs-/Arbeitselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand aus einer abwech­ selnden Anordnung relativ starrer, formhaltender Teile (24, 25, 28; 34, 35, 38) und relativ elasti­ scher, weggebender Teile (26, 27; 36, 37) besteht.
20. Betätigungs-/Arbeitselement nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand kreisförmig ist und aus einer konzentrischen Anord­ nung aus mindestens einem relativ elastischen, weg­ gebenden Ring (26; 36) sowie einem relativ starren, formhaltenden, kreisförmigen Mittelteil (28, 38) besteht.
21. Betätigungs-/Arbeitselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand ferner mindestens einen relativ starren, formhaltenden Ring (24, 25; 34, 35) sowie mindestens zwei relativ elastische, weggebende Ringe (26, 27; 36, 37) aufweist.
22. Betätigungs-/Arbeitselement nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper ferner eine durchgehende Öffnung (7) aufweist, die durch eine im wesentlichen zylindrische, sich in axialer Richtung erstreckende Innenwand definiert wird, die radial innen bezüglich der Außenwand (23, 33) ange­ ordnet ist.
23. Betätigungs-/Arbeitselement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand ringförmig ist und aus einer abwechselnden konzentrischen Anordnung aus mindestens einem relativ starren, formhaltenden Ring und mindestens zwei relativ elastischen, weggebenden Ringen besteht.
24. Betätigungs-/Arbeitselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Hauptkörpers derart ausgebildet ist, daß sie bei im wesentlichen gleichbleibender Materialstärke eine umfangsmäßige, radiale Rinne oder Nut bildet.
25. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-24, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement einen Befüllungs- bzw. Entlüftungs­ ansatz (8) aufweist.
26. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-25, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement mindestens einen Befestigungsflansch (10) aufweist.
27. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-26, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement einstückig ausgeführt ist.
28. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-27, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement einteilig hergestellt ist.
29. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-28, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement aus einem Elastomer besteht.
30. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-28, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement aus einem elastischen Thermoplast besteht.
31. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-28, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement aus einem elastischen Duroplast besteht.
32. Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-31, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Betätigungs-/Arbeitselements eine Härte von 65°-75° Shore (A) besitzt.
33. Betätigungs-/Arbeitselement nach einem der Ansprüche 18-32, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs-/­ Arbeitselement durch Spritzguß hergestellt wird.
34. Hydraulisches Betätigungssystem mit mindestens einem Betätigungs-/Arbeitselement gemäß einem der Ansprüche 18-33, wobei das hydraulische Betätigungssystem mit Hydraulikströmungsmittel gefüllt ist und folgendes aufweist:
mindestens ein Betätigungselement (2, 20), das bei Betätigung eine Druckänderung im Hydraulikströmungs­ mittel hervorrufen kann;
mindestens ein Arbeitselement (3, 30), das anspre­ chend auf die Druckänderung im Hydraulikströmungs­ mittel ausgelenkt werden kann; und
eine Verbindungsleitung (4) für Hydraulikströmungs­ mittel, die das Betätigungselement (2, 20) und das Arbeitselement (3, 30) miteinander verbindet.
35. Hydraulisches Betätigungssystem gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement und das Arbeitselement identisch ausgebildet sind.
36. Hydraulisches Betätigungssystem gemäß Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Ventil (60) vorgesehen ist, das den Durchfluß von Hydraulikströmungsmittel durch die Verbindungsleitung (4) steuern bzw. blockieren kann.
37. Hydraulisches Betätigungssystem gemäß Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (4) ein zumindest teilweise elastischer Verbindungs­ schlauch ist und daß das Ventil (60) mindestens einen Exzenter (61, 62) aufweist, mit dem der Verbindungs­ schlauch abgeklemmt werden kann.
38. Hydraulikelementbaukastensystem mit mindestens einem Betätigungs-/Arbeitselement, das aus form- und weg­ gebenden Elementen aufgebaut ist und eine durch den Aufbau festgelegte Betätigungs-/Arbeitsrichtung aufweist.
39. Hydraulikelementbaukastensystem gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikelementbau­ kastensystem mindestens ein Betätigungs-/Arbeits­ element gemäß einem der Ansprüche 18-33 aufweist.
40. Hydraulikelementbaukastensystem gemäß Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulik­ elementbaukastensystem folgendes aufweist:
mindestens ein Betätigungselement (2, 20), das bei Betätigung eine Druckänderung im Hydraulikströmungs­ mittel hervorrufen kann;
mindestens ein Arbeitselement (3, 30), das anspre­ chend auf die Druckänderung im Hydraulikströmungs­ mittel ausgelenkt werden kann; und
mindestens eine Verbindungsleitung (4) für Hydraulikströmungsmittel, die das Betätigungselement (2, 20) und das Arbeitselement (3, 30) miteinander verbindet.
41. Hydraulikelementbaukastensystem gemäß Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement und das Arbeitselement identisch ausgebildet sind.
42. Hydraulikelementbaukastensystem gemäß Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß ferner min­ destens ein Befestigungsring (5, 6) zur Verbindung zwischen der Verbindungsleitung (4) einerseits und dem Betätigungs- bzw. Arbeitselement (2, 20; 3, 30) andererseits vorgesehen ist.
43. Hydraulikelementbaukastensystem gemäß einem der Ansprüche 40-42, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Ventil (60) vorgesehen ist, das den Durchfluß von Hydraulikströmungsmittel durch die Verbindungsleitung (4) steuern bzw. blockieren kann.
44. Hydraulikelementbaukastensystem gemäß Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (4) ein zumindest teilweise elastischer Verbindungs­ schlauch ist und daß das Ventil (60) mindestens einen Exzenter (61, 62) aufweist, mit dem der Verbindungs­ schlauch abgeklemmt werden kann.
45. Verwendung des Betätigungs-/Arbeitselements gemäß einem der Ansprüche 18-33 in einem Bremssystem für Rollen oder Räder.
46. Verwendung des Betätigungs-/Arbeitselements gemäß einem der Ansprüche 18-33 in einem Bremssystem für Rollen oder Räder von Inline-Skates.
47. Verwendung des hydraulischen Betätigungssystems gemäß einem der Ansprüche 34-37 in einem Bremssystem für Rollen oder Räder.
48. Verwendung des hydraulischen Betätigungssystems gemäß einem der Ansprüche 34-37 in einem Bremssystem für Rollen oder Räder von Inline-Skates.
49. Bremssystem für Rollen oder Räder, wobei das Brems­ system folgendes aufweist:
ein Bremselement zum Eingriff mit der Rolle bzw. dem Rad;
ein hydraulisches Betätigungssystem gemäß einem der Ansprüche 34-37, angeordnet zur Einwirkung auf das Bremselement;
ein Widerlager zur Abstützung des Arbeitselements des hydraulischen Betätigungssystems.
50. Bremssystem gemäß Anspruch 49, dadurch gekennzeich­ net, daß das Widerlager durch ein Chassis gebildet wird, in dem die Rollen bzw. Räder drehbar gelagert sind.
51. Bremssystem gemäß Anspruch 49 oder 50, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ferner eine Rückstellfeder vorge­ sehen ist, um das Bremselement nach einem Bremsein­ griff mit der Rolle bzw. dem Rad in seine Ruheposi­ tion beabstandet von der Rolle bzw. dem Rad zurück­ zubringen.
52. Bremssystem gemäß Anspruch 51, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückstellfeder einstückig mit dem Bremselement ausgebildet ist.
53. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 49-52, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Temperaturwarnsystem (150) vorgesehen ist, das bei übermäßiger Temperatur­ erhöhung am Bremselement (152) eine Warnung gibt.
54. Bremssystem gemäß Anspruch 53, dadurch gekennzeich­ net, daß die Warnung durch mindestens einen optischen Signalgeber (158, 160, 161) erfolgt.
55. Bremssystem gemäß Anspruch 54, dadurch gekennzeich­ net, daß als optische Signalgeber (158, 160, 161) mindestens eine LED vorgesehen ist.
56. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 53-55, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnung durch einen akusti­ schen Signalgeber (162) erfolgt.
57. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 53-56, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsversorgung (156) für das Temperaturwarnsystem (150) eine Knopfzelle vorgesehen ist.
58. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 53-57, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (157) mit dem Betä­ tigungssystem derart gekoppelt ist, daß der Schalter (157) beim Betätigen des Betätigungssystems geschal­ tet wird und das Temperaturwarnsystem aktiviert.
59. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 53-58, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (159) zum Abfühlen der Erwärmung des Bremselements (152) vorgesehen ist, der in nächster Nähe zu dem Brems­ element (152) angeordnet ist.
60. Bremssystem gemäß Anspruch 59, dadurch gekennzeich­ net, daß der Temperatursensor (159) ein temperatur­ abhängiger Widerstand ist.
61. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 49-60, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft des Bremssystems bei niedriger Rollgeschwindigkeit der zu bremsenden Rades gering ist und mit ansteigender Rollgeschwin­ digkeit des zu bremsenden Rades ansteigt.
62. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 49-61, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremselement und dem Arbeitselement des hydraulischen Betätigungssystems eine Bremsvorrichtung angeordnet ist, die beim Bremsen eine definierte Mitnahme des Bremselements durch die zu bremsende Rolle bzw. durch das zu bremsende Rad gestattet.
63. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 49-62, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremselement und dem Arbeitselement des hydraulischen Betätigungssystems eine Visko-Bremse angeordnet ist, die beim Bremsen eine definierte Mitnahme des Bremselements durch die zu bremsende Rolle bzw. durch das zu bremsende Rad gestattet.
64. Bremssystem für Rollen oder Räder, wobei das Brems­ system folgendes aufweist:
ein Bremselement (208a, 309, 409) zum Eingriff mit der Rolle bzw. dem Rad (204, 300, 400);
mindestens ein Betätigungselement (307), angeordnet zur Einwirkung auf das Bremselement (208a, 309, 409);
dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft des Brems­ systems bei niedriger Rollgeschwindigkeit der zu bremsenden Rades gering ist und mit ansteigender Rollgeschwindigkeit des zu bremsenden Rades ansteigt.
65. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 64, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremselement und dem Arbeitselement des hydraulischen Betätigungssystems eine Bremsvorrichtung angeordnet ist, die beim Bremsen eine definierte Mitnahme des Bremselements durch die zu bremsende Rolle bzw. durch das zu bremsende Rad gestattet.
66. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 64 oder 65, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremselement (208a) und dem Betätigungselement eine Visko-Bremse angeordnet ist, die beim Bremsen eine definierte Mitnahme des Bremselements (208a) durch die zu bremsende Rolle bzw. durch das zu bremsende Rad (204) gestattet.
67. Bremssystem gemäß Anspruch 63 oder 66, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Visko-Bremse folgendes aufweist:
ein stationäres Gehäuse (211);
einen mit dem Bremselement (208a) verbundenen und relativ zum Gehäuse (211) verdrehbaren Mitnehmer (208);
mindestens eine Inneneingriffsscheibe (212); und
mindestens eine Außeneingriffsscheibe (213), wobei das Gehäuse (211) mit dem Mitnehmer (208) eine Kammer bildet, in der die mindestens eine Innen­ eingriffsscheibe (212) und die mindestens eine Außeneingriffsscheibe (213) angeordnet sind und die mit einem viskosen Strömungsmittel gefüllt ist, und wobei die Inneneingriffsscheibe (212) und die Außeneingriffsscheibe (213) derart angeordnet sind, daß sie bei einer relativen Drehung zwischen Gehäuse (211) und Mitnehmer (208) entsprechend relativ zueinander verdreht werden.
68. Bremssystem gemäß Anspruch 67, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mindestens eine Inneneingriffs­ scheibe (212) mit dem Mitnehmer (208) in Eingriff steht und die mindestens eine Außeneingriffsscheibe (213) mit dem Gehäuse (211) in Eingriff steht.
69. Bremssystem gemäß Anspruch 67 oder 68, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (208) einstückig mit dem Bremselement (208a) ausgebildet ist.
70. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 64-69, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (208a) ring­ förmig ist.
71. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 64-70, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (208a) eine Vielzahl von Kühlrippen (208b) aufweist.
72. Bremssystem gemäß Anspruch 64, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bremselement (309, 409) über eine Vorrichtung (316) auf die Rolle (300, 400) wirkt, wobei die Vorrichtung (316) beim Bremsen eine definierte Mitnahme eines Zwischenelements (317, 417) durch die zu bremsende Rolle bzw. durch das zu bremsende Rad (300, 400) gestattet.
73. Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 64 oder 72, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremselement (309, 409) und der Rolle bzw. dem Rad (300, 400) eine Visko-Bremse (316) angeordnet ist, die beim Bremsen eine definierte Mitnahme eines Zwischenelements (317, 417) durch die zu bremsende Rolle bzw. durch das zu bremsende Rad (300, 400) gestattet.
74. Bremssystem gemäß Anspruch 73, dadurch gekennzeich­ net, daß die Visko-Bremse folgendes aufweist:
ein mit der Rolle bzw. dem Rad (300, 400) drehfest verbundenes Gehäuse (314, 424);
einen relativ zum Gehäuse (314, 424) verdrehbaren Mitnehmer (317, 417);
mindestens eine Inneneingriffsscheibe (321, 421); und
mindestens eine Außeneingriffsscheibe (320, 420), wobei das Gehäuse (314, 424) mit dem Mitnehmer (317, 417) eine Kammer bildet, in der die mindestens eine Inneneingriffsscheibe (321, 421) und die mindestens eine Außeneingriffsscheibe (320, 420) angeordnet sind und die mit einem viskosen Strömungsmittel gefüllt ist, und
wobei die Inneneingriffsscheibe (321, 421) und die Außeneingriffsscheibe (320, 420) derart angeordnet sind, daß sie bei einer relativen Drehung zwischen Gehäuse (314, 424) und Mitnehmer (317, 417) entsprechend relativ zueinander verdreht werden.
75. Bremssystem gemäß Anspruch 74, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mindestens eine Inneneingriffs­ scheibe (321, 421) mit dem Mitnehmer (317, 417) in Eingriff steht und die mindestens eine Außenein­ griffsscheibe (320, 420) mit dem Gehäuse (211) in Eingriff steht.
76. Verwendung des Bremssystems gemäß einem der Ansprüche 49-75 zum Bremsen von Rollen bzw. Rädern von Inline- Skates.
77. Rollschuh bzw. Inline-Skate mit einem Schuh, einem Chassis, in dem Chassis aufgehängten Rädern und einem Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 49-75.
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Inventor name: KAMERER, MARTIN, 72336 BALINGEN, DE

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