DE69232118T2 - Einrichtung zum steuern des drehmomentes und/oder der umdrehung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Einrichtung zur Steuerung eines Drehmoments und/oder einer Drehung bzw. eine Vorrichtung zum Drehmoment- und/oder Rotationssteuerung wie zum Beispiel Kupplungen oder Bremsen und im Besonderen eine austauschbare Belags- bzw. Padaufnahme für Kupplungen oder Bremsen und eine Einrichtung zur Steuerung eines Drehmoments und/oder einer Drehung, die eine wesentlich höhere Wärmeabgabe aufweist.
• Ein ständiges Problem ist die Bereitstellung von Kupplungen oder Bremsen, die effizient sind, einen hohen Wärmeübergang bezüglich der Wärmeenergie haben, die beim Eingriffsprozeß und/oder beim konstanten Rutschen erzeugt wird, und einfach zu warten und zu betreiben sind. Das US Patent 4,474,268 zeigt einen Gerätetypen, der entwickelt wurde, um dieses Problem zu lösen; dieses Patent offenbart insbesondere eine externe Bremse mit mehreren Sätteln, die so angeordnet ist, daß diese einer Welle ein gesteuertes Drehmoment zuführt, wobei die Welle eine Nabe aufweist, die so angeordnet ist, daß diese an der Welle befestigt wird. Auf die Nabe ist wiederum eine in Längsrichtung zentral angeordnete, innen mit Rippen versehene Reibscheibe montiert. Das Bremsgehäuse trägt einen oder mehr Bremszylinder oder Sättel, von denen jeder in der am meisten bevorzugten Form einen mit Fluiddruck betriebenen Kolben enthält, der einen Bremsbelag bzw. Bremsklotz trägt. Die externen Sättel werden Fluid betätigt, um reibend die Reibscheibe in. Eingriff zu bringen und um das Drehmoment und/oder die Drehung der Welle zu steuern. Die Vielzahl der Sättel dient bewußt der Erweiterung der Drehmoment- und Drehsteuerung. Es kann eingeschätzt werden, daß die Leistung der Bremse von der Wärmeabgabe abhängt, welche wiederum von dem Luftstrom abhängt. Die beschriebene Reibscheibe sieht eine bessere Kühlung und erhöhte Bremsleistung mittels einer Rippenanordnung vor. Im Speziellen ist die Reibscheibe aus zwei gegenüber angeordneten, verschachtelten Rippenbereichen gebildet, um einen serpentinenförmigen, radialen und in Umfangsrichtung verlaufenden Luftkühlweg für die Reibscheibe zu schaffen und um einen besseren Wärmeübergang und erhöhte Bremsleistung zu erreichen. Obwohl der Apparat des US Patents 4,474,268 in Bezug zu früheren Geräten eine deutliche Verbesserung beim Wärmeübergang hinsichtlich der beim Eingriffsprozeß erzeugten Wärmeenergie zeigt, wurden weitere Bemühungen gemacht, die Leistung und die Effizienz einschließlich die Nutzung von Vorrichtungen zur Intensivierung der Kühlung zu verbessern. Derartige Geräte sind in den US-Patenten 4,561,522 und 4,846,315 offenbart.
• Dadurch bleiben, selbst durch die Entwicklung von Einrichtungen mit verbesserten Fähigkeiten, die Notwendigkeit und das Problem bestehen, Apparate mit noch besserem Wärmeübergang bezüglich der Wärmeenergie zu schaffen, die beim Eingriffsprozeß oder beim konstanten Rutschen erzeugt wird.
• In ähnlicher Weise bleiben, obwohl das US Patent 4, 474,268 eine Methode für einen Belagaustausch zeigt, um eine einfache Wartung zu ermöglichen, ohne daß die eigentliche Demontage von Teilen der Vorrichtung durchgeführt werden muß, die Notwendigkeit und das Problem, den Belagaustausch bei den Einrichtungen noch leichter durchführen zu können, und zwar ohne den Einsatz von Werkzeugen.
• Die GB-A-1 421 952 und DE-A-40 03 732 zeigen jeweils eine Interface-Scheibe bzw. Komponentenscheibe für eine Einrichtung zur Steuerung eines Drehmoments und/oder einer Drehung eines Bauelements, mit erster und zweiter Komponentenscheibe, mit einer Innenkante, Außenkanten, Innenflächen und Außenflächen, Interface-Flächen bzw. Komponentenflächen, einer Vielzahl von Langrippen, die sich zwischen den Innenflächen der ersten und zweiten Komponentenscheibe erstrecken bzw. sich erheben, und die radiale Innenendabschnitte und radiale Außenendabschnitte haben, wobei die Länge der Langrippen zwischen den radialen Innenendabschnitten und radialen Außenendabschnitten größer ist als die radiale Länge zwischen den Innenkanten und Außenkanten der Komponentenscheiben, und wobei die Langrippen in Umfangsrichtung gleich beabstandet sind, und mit zumindest einer ersten Kurzrippe, die in Umfangsrichtung gleich beabstandet zwischen jedem Paar der in Umfangsrichtung benachbarten Rippen angeordnet ist, und die sich zwischen den Innenflächen der ersten und der zweiten Komponentenscheibe erstreckt und radiale Innenendabschnitte und radiale Außenendabschnitte hat, wobei die Länge der Kurzrippen zwischen den radialen Innenendabschnitten und den radialen Außenendabschnitten wesentlich kürzer als die Länge der Langrippen ist, wobei sämtliche radiale Innen- und Außenendabschnitte der Kurzrippen und die radialen Außenabschnitte der Langrippen frei von in Umfangsrichtung verlaufenden Verbindungen sind, und mit einer Einrichtung zum Verbinden von einer der ersten und zweiten Komponentenscheibe mit dem Bauelement, wobei zumindest einige von den Kurzrippen in GB-A-1 421 952 wesentlich kürzer als der radiale Länge zwischen den Innen- und Außenkanten der Komponentenscheiben sind, und sich die Langrippen in DE-A-40 03 732 etwa von der Innenkante der ersten und zweiten Komponentenscheiben erstrecken.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Notwendigkeiten und Probleme und Nachteile der früheren Vorrichtungen zu lösen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Länge zwischen den radialen Innenabschnitten und den radialen Außenabschnitten der Kurzrippen wesentlich kürzer ist als die radiale Länge zwischen den Innen- und Außenkanten der Komponenten- bzw. Einzelscheiben, daß sich die Langrippen tangential zu dieser Innenkante oder zu einem Kreis erstrecken, dessen Durchmesser größer als die Innenkante ist, und daß alle radialen Innenendabschnitte der Langrippen frei sind von Verbindungen in Umfangsrichtung, wobei Luft frei radial nach außen zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Langrippen und zwischen den Innen- und Außenkanten der ersten und zweiten Komponentenscheibe strömen kann.
• In einer Ausführungsform ist die Interface-Scheibe in einer Vorrichtung enthalten, die Sättel hat, zwischen denen Abstandhalter angeordnet sind, die eine größere Länge als Breite aufweisen und die mit ihrer Länge so ausgerichtet sind, daß sie sich im wesentlichen parallel zu der Luftbewegung von der Interface-Scheibe und in der bevorzugten Form im wesentlichen senkrecht zu den Rippen der Interface- Scheibe befinden.
• In einer anderen Ausführungsform haben die Abstandhalter eine größere Länge als Breite, wobei die Breite der Abstandhalter in Längsrichtung radial nach außen bezüglich der Interface-Scheibe abnimmt. In der bevorzugten Form ist der Querschnitt der Abstandhalter tropfenförmig ausgebildet.
• In einer anderen Ausführungsform wird ein einfacher Belagaustausch dadurch ermöglicht, daß ein gleitfähiger Stift vorgesehen wird, der zu einer Öffnung in einer Belagbaugruppe für die Sättel vorgespannt ist und in dieser gleitfähig aufgenommen werden soll, wobei die Belag- bzw. Pad- Anordnung eine Verdrehsicherung der Belaganordung um den Stift enthält.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft anhand den beiliegenden schematischen Abbildungen erläutert.
• Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Bereich einer externen Sattelbremse mit geschnittenen Bereichen zur Darstellung des Innenaufbaus und
• Fig. 2 ist ein Ausschnitt einer Querschnittsansicht der Bremse entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 mit geschnittenen Bereichen zur Darstellung des Innenaufbaus.
• Sämtliche Figuren dienen nur der vereinfachten Erklärung; die Ausdehnungen der Figuren in Bezug zu den Bezugszeichen, Positionen und Dimensionen der Teile zur Schaffung der bevorzugten Ausführungsform werden erklärt oder liegen innerhalb dem Durchschnittskönnen, nachdem die folgende Erklärung gelesen und verstanden wurde. Des Weiteren liegen die genauen Dimensionen und Maßverhältnisse zur kraftmäßigen, gewichtsmäßigen, festigkeitsmäßigen Übereinstimmung und ähnlichen Anforderungen nach dem Lesen und Verstehen der folgenden Beschreibung innerhalb dem Durchschnittskönnen.
• Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren beziehen sich auf die gleichen oder ähnlichen Teile:. Des Weiteren, wenn die Begriffe "oben", "unten", "erstens", "zweitens", "Ende", "Seite", "radial", "axial", "innen", "außen", "nach außen gerichtet" und ähnliche Begriffe benutzt sind, so soll verstanden werden, daß sich diese Begriffe nur so auf den in den Abbildungen gezeigten Aufbau beziehen, wie es einer Person erscheint, die die Abbildungen betrachtet. Die Begriffe dienen nur zur Unterstützung der Beschreibung der Ausführungsformen.
• In den Figuren ist etwa die Erfindung dargestellt. Diese zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments und/oder einer Drehung in Form einer externen Sattelbremse, die das Bezugszeichen 10 hat. Die Bremse 10 hat: ein Bauelement wie Welle 12, auf die eine Bremskraft aufgebracht und deren Drehung gesteuert werden soll; eine Nabe 14, die einen Teil der Verbindung zwischen der Bremse 10 und der Welle 12 darstellt; einer Interface-Scheibe wie Reibbremsscheiben 16, die mit der Nabe 14 verbunden ist; und eine Vielzahl von externen Bremssattelbetätigungseinrichtungen oder Zylindern 18. Jeder Bremszylinder 18 hat einen Kolben 26, Fluidanschlussstücke 28 verschiedener Typen, Fluidverbindungen oder Luftleitungen 30 verschiedener Längen und Typen, und einen Bremsreibbelag oder einen Bremsbelag 32. Der Bremsbelag 32 steht beim Einführen eines Druckfluids (beim bevorzugten Ausführungsbeispiel Luft) in Leitungen 30 durch eine nicht gezeigte herkömmlich gesteuerte Druckquelle über Anschlussstücke 28 gegen eine Membran 33 auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens 26 mit einer ersten Fläche des Kolbens 26 in Eingriff. Der Bremsbelag 32 steht mit der Bremsfläche der Reibscheibe 16 im Reibeingriff und bringt dadurch einen gesteuerten Bremsdruck auf, um dadurch die Welle 12 mit einer Bremskraft zu beaufschlagen. Weiterhin kann angenommen werden, daß die Bremse 10 gegenüberliegende aber getrennte, in Reibeingriff stehende Verschleißflächen hat, wobei eine der Verschleißflächen die durch den Kolben 26 betätigten, austauschbaren Bremsbeläge 32 sind, und die andere Verschleißfläche die gegenüberliegende Fläche der Bremsreibscheibe 16 ist.
• Im Besonderen sind Fluid(Luft)-Verbindungen 30 an Anschlussstücke 28 angeschlossen, die sich in Blasenzylinderdeckel 34 schrauben, die mit dem Zylindergehäuse 35 mittels Schrauben oder Bolzen 38 verbunden sind, und welche wiederum mittels einer Vielzahl von Bolzen 100 an einem externen Gehäuse der Bremse 10 montiert sind und einen Teil von diesem bilden. In der bevorzugten Form sind die Zylinder 18 entsprechend dem US Patent 4,427,102 konstruiert, wobei die Membran 33 zwischen Deckel 34 und Gehäuse 35 gefangen und eingeklemmt ist, und der Kolben 26 in einer Bohrung 27 in dem Gehäuse 35 geführt und gestützt ist.
• Wie gezeigt hat das Gehäuse 36 die Form eines Ringes zur Montage der übrigen Teile. Die Bremse 10 kann dann, um die Welle 12 mit einer Bremskraft zu beaufschlagen oder die Drehung von dieser auf gewöhnliche Art und Weise zu steuern, in herkömmlicher Weise an einem weiteren Gehäuse, Motor oder einer anderen Umgebung oder in diesem montiert werden. Zum Beispiel können Bohrungen, die nicht dargestellt sind, durch das Gehäuse 36 hindurch zur Aufnahme von Befestigungsbolzen zum Verbinden mit dem anderen Gehäuse, dem Motor, oder der anderen Umgebung, vorgesehen sein.
• Der Deckel 34 weist eine geneigte Wand 90 auf, die sich entlang eines in Axialrichtung nach außen gerichteten stumpfen Winkel in der Größenordnung von 120º von den radialen inneren Bereichen der Außenfläche des Deckels 34 erstreckt. In der Wand 90 sind Anschlussstücke 28 gewindemäßig aufgenommen. In der bevorzugten Form ist die Wand 90 im wesentlichen von halbkreisförmiger Gestalt. Des Weiteren enthält der Deckel 34 einen geneigten halbzylinderförmigen Bereich 92, der sich entlang eines in Axialrichtung nach außen gerichteten stumpfen Winkels in der Größenordnung von 150º von den radialen äußeren Bereichen der Außenfläche des Deckels 34 erstreckt und integriert in der Wand 90 endet. Die Innenfläche des Deckels 34 hat einen verhältnismäßig großen Durchmesser und eine flache Bohrung 94. Die Bohrung 94 ist im wesentlichen axial mit dem Kolben 26 fluchtend und ermöglicht dem Fluid wie zum Beispiel Luft, im Bereich des Kolbens 26 zu zirkulieren, wenn es durch die Anschlussstücke 28 in den Bereich 92 eintritt.
• Ferner sollte beachtet werden, daß der Winkel der Wand 90 in gleicher Weise Anschlussstücke 28 in einem Winkel zu der Außenfläche des Deckels 34 von weniger als 90º und im wesentlichen in einem Winkel plaziert, der fast parallel zur Außenfläche des Deckels 34 ist. Dieses reduziert den notwendigen axialen Abstand für die Installation der Bremse 10. Zusätzlich sind die Wand 90 und der Bereich 92 leistungsfähiger im Abführen von Luft über die Verbindungen 30, wenn die Luft in und durch die Reibscheibe 16 geführt wird. Bei erhöhter Luftströmung besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, daß die Verbindungen bedingt durch die beim Betrieb der Bremse 10 erzeugten Wärme spröde werden oder sich auf andere Weise verschlechtern.
• Eine verstiftete Bremsbelagverbindungsanordnung ist mit den externen Sätteln 18 und der intern angeordneten und gerippten Bremsscheibe 16 gekoppelt, um einen schnellen und ziemlich einfachen Bremsbelagswechsel zu ermöglichen, wodurch die Austauschzeit verringert, Bremsnutzung gesteigert bzw. verbessert wird und eine vereinfachte Wartung ermöglicht wird.
• Es wurde herausgefunden, daß die Membran betriebene, externe Sattelbremse bei der gesamten Anordnung der Bremse 10 dazu beiträgt, daß eine stets betriebsbereite Bremse 10 vorgesehen wird, indem das Nachteil einer Federrückstellung, die gegen die aufgebrachte Bremskraft arbeitet, beseitigt wird. D. h. mit einer Annäherung der Membran wird automatisch ein minimaler Spalt zwischen der Reibscheibe 16 und den Bremsbelägen 32 durch die Nutzung der Luft zwischen diesen beiden sich bewegenden Flächen und der Differenzwirkung dieser beiden sich bewegenden Flächen aufrechterhalten. Ein minimaler Spalt wird dann aufrechterhalten, und die Bremse ist stets betriebsbereit, um mit hoher Leistung zu arbeiten.
• Es wurde herausgefunden, daß diese Kombination, Zusammenstellung und die gesamte Anordnung eine überraschend und befriedigend hohe Bremsleistung liefert und eine Bremse ermöglicht, die leicht und einfach zu warten ist, schnellen Wechsel der Verschleißteile ermöglicht, einschließlich der Bremsbeläge, über verbesserte Leistung, verbesserte Wärmeübertragungseigenschaften, verbesserte Kühlungseigenschaften insgesamt und über eine bessere Wärmeabgabe verfügt.
• Die längslaufend zentral angeordnete Reibscheibe 16 ist von gerippter Art. Im Besonderen hat die in der Ausführungsform gezeigte Bremsreibscheibe 16 die Form einer einstückigen Komponente, mit ersten und zweiten beabstandeten, ebenen Scheiben 40 und 41, die in Umfangsrichtung beabstandete Rippen 42 und 43 haben, die senkrecht zwischen den Scheiben 40 und 41 hervorspringen und diese miteinander verbinden. Jede Scheibe 40 und 41 hat eine Außenkante oder einen Umfang 44, sowie einen Innenumfang oder eine Innenkante 46. Angrenzend an die Mitte einer der Scheiben 40 und 41, angrenzend an die Innenkante 46 und in einem einstückigen Materialring 48, der die gleiche Dicke wie die Scheiben und 41 hat und an diese angrenzt, sind eine Vielzahl von Befestigungsbohrungen 50 in regelmäßigen, in Umfangsrichtung verlaufenden Intervallen ausgebildet. In der bevorzugten Form ist die Scheibe 16 mit den einstückigen Materialringen 48 an beiden Scheiben 40 und 41 angegossen, wobei der Materialring 48 aus einer der Scheiben 40 und 41 gebildet ist und wobei Löcher 50 in den Materialring 48 der anderen Scheibe 40 und 41 gebohrt sind, was von der gewünschten Drehrichtung der Reibscheibe 16 abhängt.
• Die Rippen 42 sind relativ dünne und flache Bauteile, die zwischen den Innenflächen der Scheiben 40 und 41 hochstehen und eine Länge haben, die größer als die radiale Länge oder der radiale Abstand zwischen den Kanten 44 und 46 ist. Die Rippen 42 sind beabstandet und erstrecken sich tangential von der Kante 46 oder sie erstrecken sich tangential von einem Kreis, dessen Durchmesser größer als die Kante 46 ist, wobei sich die Rippen 42 etwa in 15º zu einer Tangente an der Kante 46 Erstrecken. Die Rippen 42 haben eine Länge, um sich zur Kante 44 zu erstrecken, jedoch nach innen zu dieser beabstandet zu sein. Die Rippen 42 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verlaufend um und zwischen den Scheiben 40 und 41 beabstandet, sowie frei von Verbindungen in Umfangsrichtung, um das radiale freie Strömen der Luft zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Rippen 42 zu ermöglichen.
• Die Rippen 43 sind relativ dünne und flache Bauteile, die zwischen den Scheiben 40 und 41 hochstehen und haben eine Länge, die kürzer als die Rippen 42 und kürzer als die radiale Länge oder der Radialabstand zwischen den Kanten 44 und 46 ist und haben in der bevorzugten Form eine Länge, ungefähr gleich 3/8 oder genauer gesagt 37.5% des radialen Abstandes zwischen den Kanten 44 und 46 und ungefähr 1/4 oder genauer gesagt 28.6% der Länge der Rippen 42. Die Dicke der Rippen 42 und 43 sind gleich. Die radialen Außenabschnitte der Rippen 43 sind in dem gleichen radialen Abstand wie die radialen Außenenden der Rippen 42 angeordnet. In der am meisten bevorzugten Form sind zwei Rippen 43 im gleichen Abstand in Umfangsrichtung zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Rippen 42 angeordnet. Somit erstrecken sich in der bevorzugten Form, bei der acht Rippen 42 in Umfangsrichtung 45º zueinander beabstandet sind, die Rippen 43 in einem 15º Winkel zueinander und zu der in Umfangsrichtung benachbarten. Rippe 42. Jede der Rippen 43 ist frei von Verbindungen in Umfangsrichtung untereinander und mit den Rippen 42, um der Luft zu ermöglichen, radial frei zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Rippen 42 und 43 zu strömen. In der bevorzugten Form ist die radiale innere Kante der ersten Rippe 43 in Umfangsrichtung nach dem ersten Rippenpaar 42, zwischen dem die Rippen 43 angeordnet sind, radial mit der radialen inneren Kante der anderen Rippenpaare 42 fluchtend, zwischen denen die Rippen 43 angeordnet sind, angeordnet. Des Weiteren haben in der bevorzugten Farm die Rippen 43 eine gleiche Länge.
• Die Nabe 14 weist einen im wesentlichen zylindrischen Bereich 52 mit einer zentral ausgebildeten Bohrung 54 zur gleitenden Aufnahme auf der Welle 12 auf. Die Nabe 14 weist des Weiteren einen sich radial erstreckenden Flansch 58 mit einer Vielzahl von Befestigungslöchern 60 in regelmäßigen Intervallen in Umfangsrichtung, die mit den Bohrungen 50 der Reibscheibe 16 korrespondieren, auf. Die Nabe 14 weist des Weiteren eine Führungsschulter bzw. Pilotschulter 59, die sich axial von dem Flansch 58 zur gleitenden Aufnahme des Materialrings 48 der Reibscheibe 16 erstreckt, auf, wobei die Schulter 59 eine axiale Ausdehnung hat, die im wesentlichen gleich der Dicke der Scheiben 40 und 41 ist. Ein gekrümmter oder runder Bereich 61 erstreckt sich von der Schulter 59 und der Innenfläche der Scheiben 40 oder 41, geführt an der Schulter 59 zum zylindrischen Bereich 52. Die Reibscheibe 16 ist mit der Nabe 14 über Bolzen 106, die durch Bohrungen 50 verlaufen und über Gewinde in den Bohrungen 60 gehalten sind, verbunden. Es kann dann eingeschätzt werden, daß die Ausrichtung der Rippen 42 und 43 umgekehrt wird, wenn der Materialring 48 an der Scheibe 40 statt an der Scheibe 41 ausgebildet ist.
• Des Weiteren kann eingeschätzt werden, daß das Bauelement, für das das Drehmoment und/oder die Drehung gesteuert wird und das aus zwei Teilen gebildet ist, das heißt Nabe 4 und Reibscheibe 16, besonders vorteilhaft ist. Zuerst kann die Nabe 14 dauerhaft auf der Welle 12 angeordnet sein, und die Reibscheibe 16 kann, sobald sie verschlissen ist, ersetzt werden, ohne die Ausrichtung der Nabe 14 auf der Welle 12 zu zerstören. Dies ermöglicht dem Benutzer die Reibscheibe 16 einfach wieder in Position zu bringen und vermeidet teure Rüstzeit. Des Weiteren können die Nabe 14 und die Reibscheibe 16 zur höheren Wärmeübergangsleistung zum Luftstrom aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, so daß weniger Wärme in die Welle 12 geführt wird. Des Weiteren kann ein thermischer Isolator (wie zum Beispiel eine Dichtung) an der Grenzfläche zwischen der Nabe 14 und der Reibscheibe 16 angeordnet sein, um die in die Welle 12 geführte Wärme weiter zu reduzieren.
• Im Besonderen umfassen die Sättel oder Zylinder 18 jeder eine Belagsanordnung mit einem in einer vergrößerten Versteifungsplatte 62 gesicherten Bremsbelag 32, wobei sich die Versteifungsplatten 62 wenigstens radial nach außen der Bremsbeläge 32 erstrecken. Eine sich radial erstreckende Aussparung bzw. Nut 64 ist in der radialen Innenkante des Bremsbelags 32 und der Versteifungsplatte 62 ausgebildet. Die radiale Innenkante des Zylinderghäuses 35 weist zur gleitenden Aufnahme in der Aussparung 64 der Belagsanordnung eine sich in Axialrichtung von diesem in entgegengesetzte Richtung zum Blasenzylinderdeckel 34 erstreckende Schiene 66 auf. Eine Öffnung 68 ist in der Versteifungsplatte 62, radial außerhalb des Bremsbelags 32 zur gleitenden Aufnahme eines Haltestiftes 70, ausgebildet. Der Haltestift 70 ist wiederum relativ zum Deckel 34 und zum Gehäuse 35 der Sättel gleitend, im wesentlichen parallel zu und beabstandet von der Schiene 66. Im Besonderen weisen der Deckel 34 und das Gehäuse 35 eine sich axial erstreckende Durchgangsbohrung 72 von einer Größe zur gleitenden Aufnahme des Schafts bzw. Schenkels 74 des Stifts 70, jedoch zur Vermeidung eines Passierens des Kopfs 76 durch dieselbe, auf. Die Bohrung 72 weist eine erweiterte konzentrische Gegenbohrung 78 auf, beabstandet von der Außenfläche des Deckels 34 und des Gehäuses 35 und ausgebildet im Deckel 34 oder im Gehäuse 35 oder in beiden. Eine in der Gegenbohrung 78 angeordnete und konzentrisch zum Schaft 74 des Stifts 70 angeordnete Feder 80 befindet sich mit dem Deckel 34 und dem Sprengring 82, der am Schaft 74 des Stifts 70 gesichert ist, in Anlage und wird zwischen diesen gehalten, um den Stift 70 vorzuspannen, um axial nach innen gerichtet von einer axial außenliegenden Position zu einer axial innenliegenden Position zu gleiten.
• Es kann nun eingeschätzt werden, daß die austauschbare Bremsbelagsanordnung 32 für verschiedene Umgebungen und Geräte nutzbar ist, einschließlich gegenüberliegenden aber getrennten sich im Reibeingriff befindlichen Verschleißflächen, wobei wenigstens eine der Verschleißflächen einen austauschbaren Belag hat, wie zum Beispiel Belag 32, der benachbart zu einer gegenüberliegenden Verschleißfläche, wie der Reibscheibe 16, montiert ist.
• Es kann dann eingeschätzt werden, daß die Belagsanordnung durch den Schaft 74 des Stifts 70 aufgenommen ist, der sich durch die Öffnung 68 der Versteifungsplatte 4,2 erstreckt, wobei die Schiene 66, die in der Aussparung 64 gehalten wird, eine Drehung der Versteifungsplatte 62 um den Schaft 74 verhindert. Die Axiallänge der Schiene 56 und des Stifts 70 ist derart, daß die Versteifungsplatte 62 darauf bis zum Hubende des Kolbens 26 am nächsten zu der Reibscheibe 16 positioniert ist, um dann den austauschbaren Belag 32 zwischen dem Gehäuse 35 und der Reibscheibe 16 axial aufzunehmen und zu positionieren. Daraufhin muß die axiale Gesamtlänge der Schiene 66 etwas kürzer sein als der Abstand zwischen dem Gehäuse 35 und der gegenüberliegenden Verschleißfläche der Reibscheibe 16, während der Stift 70 wegen seiner radialen Position außerhalb der Reibscheibe 16 eine Gesamtlänge hat, die größer ist als der Abstand zwischen dem Gehäuse 35 und der gegenüberliegenden Verschleißfläche der Reibscheibe 16, um zu garantieren, daß der Belag 32 an der gegenüberliegenden Verschleißfläche der Reibscheibe 16 anliegt, bevor die Versteifungsplatte 62 von dem Schaft 74 des Stifts 70 in ihre axial nach innen gerichtete vorgespannter Position gleitet.
• Des Weiteren kann dann eingeschätzt werden, daß der Wechsel der austauschbaren Bremsbeläge 32 ohne die eigentliche Entfernung irgendeines Bremsteils und ohne Werkzeugeinsatz durchgeführt werden kann. Dies erfolgt durch einfaches Ziehen am Kopf 76, wodurch der Stift 70 gegen die Vorspannung der Feder 80 zu seiner axialen nach außen gerichteten Position zurückgezogen wird, bis das freie Schaftende 74 aus der Öffnung 68 der Versteifungsplatte 62 gezogen wird. Dann können die Versteifungsplatte 52 und Belag 32 von Hand zwischen dem Gehäuse 35 und der gegenüberliegenden Verschleißfläche der Reibscheibe 16 radial nach außen gezogen werden. Auf ähnliche Weise kann eine neue Belagsanordnung zwischen das Gehäuse 35 und die gegenüberliegende Verschleißfläche der Reibscheibe 16 gleiten, wobei die Aussparung 64 radial auf der Schiene 66 auf genommen wird. Nach der Positionierung der Öffnung 68 in Ausrichtung mit Stift 70 kann Stift 70 ermöglicht werden, sich axial unter der Vorspannung der Feder 80 in seine axial nach innen gerichtete Position zu bewegen, wobei sich der Schaft 74 axial in und durch die Öffnung 68 erstreckt. Es kann dann eingeschätzt werden, daß ein Belagswechsel ohne die eigentliche Entfernung irgendeines Bremsteils der Bremse 10 und ohne den Werkzeugeinsatz durchgeführt werden kann. Außerdem gibt es beim Belagaustausch, abgesehen von der Belagsanordnung selber, für den Benutzer keine losen Teile wie Muttern oder Bolzen zu halten, die beim Wechsel falsch plaziert werden können,
• Gehäuseabstandhalter 120 ordnen erste und zweite Sättel 18 auf entgegengesetzten Seiten der Reibscheibe 16 an. Im Besonderen sind die Abstandhalter 120 in der bevorzugten Form aus Aluminiumguss und mit tropfenförmigem Querschnitt hergestellt. Im Speziellen haben die Abstandhalter 120 einen ersten Bereich 122 mit einem im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt und im Besonderen einen Umfangsbereich, der etwas größer als ein Halbkreis ist. Des Weiteren weisen die Abstandhalter 120 einen zweiten Bereich 124 auf, der mit dem ersten Bereich 122 einstückig ausgebildet ist und einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat, wobei sich die Seiten des Bereichs 124 im wesentlichen tangential und angrenzend an die Seiten des Bereichs 122 erstrecken. Der Stoß der Seiten des Bereichs 124 entgegengesetzt zum Bereich 122 ist abgerundet. Die Länge des Bereichs 124 vom Stoß seiner Seiten zum Bereich 122 ist im wesentlichen das anderthalbfache des Durchmessers des Bereichs 122, so daß die kombinierte Länge der Bereiche 122 und 124 im wesentlichen doppelt so groß wie die größte Breite des Abstandhalters 120, das heißt wie der Durchmesser des Bereich 122, ist. Die Bolzen. 100 erstrecken sich durch Öffnungen, die in den Deckeln 34 und Gehäusen 35 der ersten und zweiten Sättel 18, die auf entgegengesetzten Seiten der Scheibe 16 angeordnet sind, ausgebildet sind, durch eine Öffnung im Gehäuse 36 und durch eine Öffnung, ausgebildet im Abstandhalter 120 in der diametralen Mitte, des ersten Bereichs 122, wobei die Abstandhalter 120 zwischen den Gehäusen 35 dieser Sättel 18 vorgesehen und als Schicht angeordnet sind.
• Die Abstandhalter 120 sind ausgerichtet, um Bereiche 124 zu haben, die sich radial nach außen von der Reibscheibe 16 erstrecken und sind in der bevorzugten Form so ausgerichtet, daß sich ihre Längen im wesentlichen senkrecht zu den radialen äußeren Endabschnitten der Rippen 42 und 43 erstrecken, was in der bevorzugten Form ungefähr 50º von der Radiale in Drehrichtung ist, und sich ihre Breiten parallel zu diesen erstrecken. Die Abstandhalter 120 können durch jegliche geeignete Einrichtung in Position gehalten werden, wie zum Beispiel durch Federstifte, die sich von dem Gehäuse 35 der Sättel 18 beabstandet von dem Bolzen 100 erstrecken.
• Die Bremse 10 ermöglicht, daß im Vergleich zu bekannten vergleichbaren Vorrichtungen eine wesentlich erhöhte Luftmenge durch die Bremse 10 strömt, wobei sich aus der erhöhten Luft eine verbesserte Wärmeabgabe ergibt, was wiederum zu einer verbesserten Vorrichtungsleistung führt. Im besonderen schließt die Bremse 10 in ihrer am meisten bevorzugten Form eine Kombination von einzigartigen Merkmalen ein, die die synergetische Steigerung der sich durch die Bremse 10 bewegende Luftmenge ermöglicht. Der Einsatz der Kurzrippen 43 von kurzer Länge im Vergleich zur Radialausdehnung der Scheiben 40 und 41, dazwischen positionierten Langrippen 42 im Vergleich zur Radialausdehnung der Scheiben 40 und 41, stellt sicher, daß Lufteintritt zwischen den Kanten 46 der Scheiben 40 und 41 physikalisch nicht durch die radialen Innenenden der Rippen 42 blockiert sind, während immer noch der Antriebsrad- bzw. Lüfterradflächenbereich vergrößert wird. Im Besonderen sind die radialen Innenendabschnitte der Rippen 42 ausreichend in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, so daß Luft der Weg zwischen den Scheiben 40 und 41 über den gesamten Umfang nicht nachteilig körperlich versperrt wird, sondern immer noch ein Lüfterflächenbereich für die Antriebsrad- bzw. Lüfterradleistung zum Abziehen der Luft zwischen den und durch die Scheiben 40 und 41 vorgesehen wird. Auf ähnliche Weise liefern die radialen Außenendabschnitte der Rippen 42 und 43 einen Lüfterflächenbereich für die Lüfterradleistung zum Abziehen der Luft zwischen den und durch die Scheiben 40 und 41.
• Des Weiteren, da die Luft sowohl eine Radialbewegungskomponente, wenn die Luft radial zwischen den Rippen 42 und 43 strömt, als auch eine Umfangsbewegungskomponente wegen der Drehung der auf der Welle 12 gesicherten Reibscheibe 16 aufweist, erhöht die Ausrichtung der Rippen 42 und 43 bezüglich der Radialrichtung die Lüfterradleistung.
• Auf ähnliche Weise vergrößert der durch den abgerundeten Bereich 61 vom zylindrischen Abschnitt 52 bis Nabe 14 zwischen die Scheiben 40 und 41 gelieferte weiche Übergang den laminaren Luftstrom und reduziert Luftturbulenzen, um den Luftstrom zu steigern. In diesem Zusammenhang kann eingeschätzt werden, daß auf die Herstellung eines der Materialringe 48 verzichtet werden kann und Befestigungslöcher 50 in beide Materialringe 48 gebohrt werden können, um einer einzelnen Reibscheibe 16 eine Drehung in beide Richtungen in Abhängigkeit davon zu ermöglichen, auf welcher Scheibe 40 und 41 Flansch 58 der Nabe 14 gesichert ist. Dennoch ist dieser Vorteil nicht in der am meisten bevorzugten Form berücksichtigt, da der Extra-Materialring 48 den verfügbaren Raum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 52 und dem gekrümmten Bereich 61 verkleinert und somit den Luftdurchgang zu der Reibscheibe 16 teilweise versperrt. Außerdem sind die Abstandhalter 120 geformt und ausgerichtet, um ihre Aerodynamik zu verbessern, und eine minimale Behinderung für den Luftstrom zu haben. Im Besonderen fördert die Form, die lang wirkt, wenn sie mit ihrer Breite verglichen wird, und ihr im wesentlichen abgerundeter Charakter den laminaren Strom und reduziert Luftturbulenzen, um den Luftstrom um die Abstandhalter 120 zu steigern. Ferner fördert das Merkmal der abnehmenden Breite der Abstandhalter 120 über die Länge und in der bevorzugten Form eine Tropfenform den laminaren Strom und reduziert Luftturbulenzen, um den Luftstrom um die Abstandhalter 120 zu steigern. Des Weiteren sind, da die Luft beim Abströmen von der Reibscheibe 16 beide Komponenten hat, und zwar eine Radial- und eine Umfangsbewegungskomponente, die Abstandhalter 120 mit ihren Längen im wesentlichen parallel zum Luftstrom und mit ihren Breiten im wesentlichen senkrecht zum Luftstrom, der von der Scheibe 16 abströmt, ausgerichtet. Nicht parallele Ausrichtungen erzeugen größere Behinderungen, die Turbulenzen fördern, wogegen parallele Ausrichtungen den laminaren Strom fördern und die Luftturbulenzen reduzieren. Es wird angenommen, daß die Beziehung zwischen der Ausrichtung der Abstandhalter 120 und den Rippen 42 und 43 der Reibscheibe 16 in der bevorzugten Form darin vorteilhaft ist, den laminaren Strom zu fördern und Luftturbulenzen zu reduzieren, um den Luftstrom durch die Bremse 10 zu erhöhen.
• Für einen Durchschnittsfachmann sind viele Erweiterungen und Variationen naheliegend. Zum Beispiel sollte eingeschätzt werden, daß sich die vorhergehende Beschreibung auf andere Typen der Einrichtung zur Steuerung eines Drehmoments und/oder einer Drehung als Bremsen bezieht wie zum Beispiel, jedoch nicht ausschließlich, auf Kupplungen. Das heißt, daß sie auf eine Einrichtung zur Steuerung der Drehung zwischen ersten Bauteilen und zweiten Bauteilen anwendbar ist, wobei zumindest das erste Bauteil um eine Achse drehbar ist. In der beschriebenen Bremse können die ersten und zweiten Bauteile die Welle 12 und das Bremsgehäuse 36 aufweisen. Allgemein ist jedoch das einzig Notwendige, daß ein Bauteil eine Reibscheibe aufweist wie zum Beispiel Reibscheibe 16, für den gesteuerten, selektiven Kontakt mit einer Reibeingriffsfläche auf ein anderes Bauteil wie zum Beispiel Beläge 32. Es wird dann bemerkt, daß eine Reibscheibe ein reibendes Bauteile einer Kupplung und die andere Reibeingriffsfläche die Kupplungsbeläge sein können.

Claims (15)

1. Eine Interface-Scheibe (16) für eine Einrichtung (10) zur Steuerung eines Drehmoments und/oder einer Drehung eines Bauelements (14), mit erster und weiter Komponentenscheibe (40, 41), mit einer Innenkante (46), Außenkanten (44), Innenflächen und Außenflächen, Interface- Flächen, einer Vielzahl von Langrippen (42), die sich zwischen den Innenflächen der ersten und weiten Komponentenscheibe erstrecken, und die radiale Innenendabschnitte und radiale Außenendabschnitte haben, wobei die Länge der Langrippen zwischen den radialen Innenendabschnitten und radialen Außenendabschnitten größer ist als die radiale Länge zwischen den Innenkanten und Außenkanten der Komponentenscheiben, und wobei die Langrippen in Umfangsrichtung gleich beabstandet sind, und mit zumindest einer ersten Kurzrippe (43), die in Umfangsrichtung gleich beabstandet zwischen jedem Paar der in Umfangsrichtung benachbarten Rippen angeordnet ist und die sich zwischen den Innenflächen der ersten und der zweiten Komponentenscheibe erstreckt und radiale Innenendabschnitte und radiale Außenendabschnitte hat, wobei die Länge der Kurzrippen zwischen den radialen Innenendabschnitten und den radialen Außenendenabschnitten wesentlich kürzer als die Länge der Langrippen ist, wobei sämtliche radiale Innen- und Außenendabschnitte der Kurzrippen frei von in Umfangsrichtung verlauf enden Verbindungen sind, und wobei sich die Langrippen im Wesentlichen von der Innenkante der ersten und weiten Komponentenscheibe erstrecken, und wobei sämtliche radiale Außenendabschnitte der Langrippen frei von in Umfangsrichtung verlaufenden Verbindungen sind, und mit einer Einrichtung (48) zum Verbinden von einer der ersten und zweiten Komponentenscheibe mit dem Bauelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kurzrippen zwischen den radialen Innenendabschnitten und den radialen Außenendabschnitten wesentlich kürzer ist als die radiale Länge zwischen den Innen- und Außenkanten der Komponentenscheiben, daß sich die Langrippen (42) tangential zu dieser Innenkante (46) oder zu einem Kreis erstrecken, dessen Durchmesser größer als derjenige der Innenkante ist, und daß alle radialen Innenendabschnitte der Langrippen (42) frei sind von Verbindungen in Umfangsrichtung, wobei Luft frei radial nach außen zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Langrippen (42) und zwischen den Innen- und Außenkanten (46, 44) der ersten und zweiten Komponentenscheibe (40, 41) strömen kann.

2. Eine Interface-Scheibe nach Patentanspruch 1, mit einer zweiten Kurzrippe (43), wobei die erste und zweite Kurzrippe die gleiche Länge zwischen den radialen Innenendabschnitten und Außenendabschnitten haben und wobei die erste und zweite Kurzrippe in Umfangsrichtung gleichbeabstandet zueinander und zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Langrippen angeordnet sind.

3. Eine Interface-Scheibe nach Patentanspruch 2, wobei die radialen Innenendabschnitte der Langrippen (42) in einem größeren radialen Abstand angeordnet sind als die Innenkanten (46) der ersten und zweiten Komponentenscheibe (40, 41), und wobei die Langrippen tangential zu einem Kreis angeordnet sind, dessen Durchmesser größer ist als die Innenkanten der ersten und zweiten Komponentenscheibe.

4. Eine Interface-Scheibe nach Patentanspruch 3, wobei die radialen Außenendabschnitte der Lang- und Kurzrippen (42, 43) in dem gleichen radialen Umfangsbereich angeordnet sind.

5. Eine Interface-Scheibe nach Patentanspruch 4, wobei die Länge der Kurzrippen (43) etwa einem Viertel der Länge der Langrippen (42) entspricht.

6. Eine Interface-Scheibe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Verbindungseinrichtung einen in eine der ersten und zweiten Komponentenscheibe (40,41) eingebauten Materialring (48) hat, dessen Dicke etwa gleich und entsprechend der Komponentenscheiben ausgebildet ist, wobei das Bauelement eine Nabe (14) hat, mit einem im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt (52), einem Flansch (58), der sich in Radialrichtung von dem zylindrischen Abschnitt erstreckt, einer Pilotschulter (59), die sich axial von dem Flansch erstreckt und mit einem gekrümmten Bereich (61), der sich axial von der Pilotschulter zu dem zylindrischen Abschnitt erstreckt, wobei die Pilotschulter eine Größe hat, so daß der Materialring gleitend aufgenommen ist und eine axiale Ausdehung hat, die etwa gleich der Dicke des Materialrings ist, und wobei die Interface-Scheibe des Weiteren eine Einrichtung (106) zum Verbinden des Materialrings mit dem Flansch enthält.

7. Vorrichtung mit einer Interface-Scheibe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Vorrichtung des Weiteren zumindest einen ersten und zweiten Sattel (18) enthält, die auf gegenüberliegenden Seiten der äußeren Interface-Flächen der Komponentenscheiben (40, 41) angeordnet sind, wobei die Sättel Interface-Flächen (32) für selektiven Kontakt mit den äußeren Interface-Flächen der Komponentenscheiben haben.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, wobei die Interface-Flächen der Sättel eine Pad-Anordnung (32) haben und wobei die Sättel des Weiteren einen Stift (70), eine Einrichtung (72) für die gleitende Befestigung des Stifts zur Bewegung zwischen einer axial inneren Position und einer axial äußeren Position, eine Einrichtung (80) zum Vorspannen des Stifts von der axial äußeren Position zu der axial inneren Position und eine Öffnung (68) enthalten, die in der Pad-Anordnung für die gleitende Aufnahme des Stifts angeordnet ist, wobei die Pad-Anordnung axial in ihrer inneren Position von einer von der Interface-Scheibe beabstandeten Position auf dem Stift verschiebbar ist, und wobei die Pad-Anordnung durch den Stift lösbar gehalten und festgelegt ist, der verschiebbar in der Öffnung aufgenommen ist, und wobei die Pad-Anordnung eine Verdrehsicherurg (64) der Pad-Anordung um den Stift enthält.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, wobei die Sättel des Weiteren ein Gehäuse (35) und eine sich in Axialrichtung erstreckende Schiene (66) haben, die sich vom Gehäuse im Wesentlichen parallel und im Abstand zum Stift erstreckt, und wobei die Verdrehsicherung eine Nut (64) hat, die in der Pad-Anordnung zur gleitenden Aufnahme auf der Schiene angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, wobei die Sättel des Weiteren einen Deckel (34) haben, der lösbar an dem Gehäuse gesichert ist, wobei der Stift einen Schenkel (74) und einen Kopf (76) hat, wobei die gleitende Befestigungseinrichtung eine Stiftbohrung (72) hat, die sich axial durch den Deckel und das Gehäuse erstreckt und deren Größe zur gleitenden Aufnahme des Stiftschenkels gewählt ist, aber das Passieren des Stiftkopfs vermeidet, und wobei die Spanneinrichtung eine Gegenbohrung (76) hat, die zumindest in einem der Gehäuse und dem Deckel konzentrisch zur Stiftbohrung ausgebildet ist, einer in der Gegenbohrung und konzentrisch zum Stiftschenkel angeordneten Feder (80), und einer Einrichtung (82) auf dem Stiftschenkel zur Anlage an die Feder und zum Vorspannen der Feder gegen die Gegenbohrung hat.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, mit einem Abstandhalter (120), der radial außerhalb der Außenkanten (44) der Komponentenscheiben (40, 41) angeordnet ist und sich zwischen den ersten und zweiten Sätteln (18) erstreckt, und der eine Länge und eine Breite hat, wobei die Länge größer als die Breite der Abstandhalter ist und der Abstandhalter so ausgerichtet ist, daß er sich in Längsrichtung etwa senkrecht zu den Lang- und Kurzrippen und in Breitenrichtung etwa parallel zu den Lang- und Kurzrippen erstreckt.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, wobei die Breite des Abstandhalters in Längsrichtung radial außerhalb von der ersten und zweiten Komponentenscheibe (40, 41) abnimmt.

13. Vorrichtung nach Patentanspruch 12, wobei der Querschnitt des Abstandhalters tropfenförmig ausgebildet ist, und wobei der Abstandhalter einen ersten Bereich (122) mit einem etwa halbkreisförmigen Querschnitt und mit einer Erstreckung in Umfangsrichtung hat, die etwas größer als ein Halbkreis ist, und einen zweiten Bereich (124) mit einem etwa v-förmigen Querschnitt hat, der sich in Fortsetzung des ersten Bereichs erstreckt.

14. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, wobei der Apparat des Weiteren einen Abstandhalter (120) hat, der radial außerhalb der Außenkanten (44) der Komponentenscheiben (40, 41) angeordnet ist, und der sich zwischen dem ersten und zweiten Sattel (18) erstreckt, wobei der Querschnitt des Abstandhalters tropfenförmig ausgebildet ist, und wobei der Abstandhalter einen ersten Bereich (122), mit einem wesentlich halbkreisförmigen Querschnitt und eine Erstreckung in Umfangsrichtung hat, die etwas größer als ein Halbkreis ist, und einem zweiten Bereich (124) mit einem etwa v-förmigen Querschnitt hat, der sich tangential von und in Fortsetzung des ersten Bereichs erstreckt.

15. Vorrichtung nach Patentanspruch 14, wobei die Länge des Querschnitts des zweiten Bereichs (124) etwa das 1,5- fache des Durchmessers des ersten Bereichs (122) ist.