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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Steuern
des Drehmomentes und/oder der Drehung, wie zum Beispiel trennbare Kupplungen
oder Bremsen, und spezieller eine Vorrichtung zum Steuern des Drehmomentes
und/oder der Drehung, die eine stark erhöhte Wärmeableitung besitzt.
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Es
ist ein beständiges
Problem, Kupplungen oder Bremsen bereitzustellen, die wirksam sind,
die eine große
Fähigkeit
besitzen, die Wärmeenergie
abzuführen,
welche beim Einkupplungsprozess und/oder bei einer Anordnung mit
ständigem
Schlupf erzeugt wird. Das US-Patent 4,474,268 zeigt eine Art von
Vorrichtung, die zum Lösen
dieses Problems ausgelegt ist und die insbesondere eine externe Bremse
mit mehreren Bremssätteln
ist, die so angeordnet ist, dass sie für ein kontrolliertes Drehmoment für eine Welle,
einschließlich
einer Nabe, die für
die Befestigung an dieser Welle ausgelegt ist, sorgt. Eine in Längsrichtung
zentriert angeordnete, intern gerippte Reibscheibe ist wiederum
an der Nabe befestigt. Das Bremsgehäuse stützt einen oder mehrere Bremszylinder
oder Bremssättel,
von denen jeder in der am meisten bevorzugten Form einen hydraulisch betätigten Kolben
umfasst, der einen Bremsklotz trägt.
Die äußeren Bremssättel werden
hydraulisch betätigt,
um die Reibscheibe durch Reibung einzukuppeln und das Drehmoment
und/oder die Drehung der Welle zu steuern. Die mehreren Bremssättel haben
den vorgesehenen Zweck, den Bereich der Drehmomenten- und Drehungsregelung
zu verbreitern. Es ist dann zu erkennen, dass die Kapazität der Bremse
von der Ableitung der Wärme
anhängt,
die wiederum von der Luftströmung
abhängt.
Die Reibscheibe, die beschrieben wird, sorgt durch eine Anordnung
mit Kühlrippen
für verstärkte Kühlung und erhöhte Bremseffizienz.
Speziell wird die Reibscheibe aus zwei gegenüberliegenden, verschränkten, mit Rippen
versehenen Teilen gebildet, um einen sich windenden, radialen und
dem Umfang folgenden Luftkühlungsweg
für die
Reibscheibe zu erzeugen und für
eine bessere Wärmeübertragung
und erhöhte Bremseffizienz
zu sorgen. Obwohl die Vorrichtung von US-Patent 4,474,268 eine ausgeprägte Steigerung
gegenüber
der Vorrichtung nach dem Stand der Technik in der Fähigkeit
zeigte, Wärmeenergie,
die beim Einkuppelprozess erzeugt wird, zu übertragen, wurden weiterhin
Anstrengungen fortgesetzt, Kapazität und Effizienz zu verbessern,
die die Nutzung der Kühlung
verstärkenden
Vorrichtungen einschlossen, wie zum Beispiel von der Art, die in
den US-Patenten 4,561,522 und 4,846,315 gelehrt wird.
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Selbst
nach Entwicklung der Vorrichtung, die verbesserte Fähigkeiten
besitzt, bleiben das Bedürfnis
und das Problem bestehen, die Vorrichtung mit noch größerer Fähigkeit
auszustatten, die Wärmeenergie,
die beim Einkuppelprozess und/oder bei einer Anordnung mit konstantem
Schlupf erzeugt wird, zu übertragen.
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GB-A-1
421 952 und DE-A-40 03 732 zeigen jeweils eine Zwischenscheibe für eine Vorrichtung zum
Steuern des Drehmomentes und/oder der Drehung eines Elementes der
Art, die eine erste und zweite Komponentenscheibe umfasst, welche
jeweils Innenkanten, Außenkanten,
Innenflächen
und äußere Zwischenflächen, mehrere
lang gestreckte Rippen haben, die zwischen den Innenflächen der
ersten und zweiten Komponentenscheibe aufrecht stehen und radiale
innere Enden und radiale äußere Enden
haben, wobei die Länge
zwischen den radialen inneren Enden und den radialen äußeren Enden
der lang gestreckten Rippen größer als
die radiale Länge
zwischen den Innen- und Außenkanten
der Komponentenscheiben ist, wobei die lang gestreckten Rippen in Umfangsrichtung
gleich verteilt sind, wobei zumindest eine erste, gekürzte Rippe
in Umfangsrichtung zwischen jedem Paar von am Umfang benachbarten, lang gestreckten
Rippen gleich verteilt ist und zwischen den Innenflächen der
ersten und zweiten Komponentenscheibe aufrecht steht und radiale
innere Enden und radiale äußere Enden
hat, wobei der Abstand zwischen den radialen inneren Enden und den radialen äußeren Enden
der gekürzten
Rippen kleiner als der radiale Abstand zwischen den Innen- und Außenkanten
der Komponentenscheiben und der Abstand der lang gestreckten Rippen
ist, wobei alle radialen inneren und äußeren Enden der gekürzten Rippen
frei von Verbindungen am Umfang sind, und Mittel zum Verbinden von
einer aus der ersten und zweiten Komponentenscheibe mit dem Element
umfasst, wobei zumindest einige der gekürzten Rippen in GB-A-1 51 952
wesentlich kürzer
als der radiale Abstand zwischen den Innen- und Außenkanten
der Komponentenscheiben und die Länge der lang gestreckten Rippen
sind.
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US-A-4474268,
das den genauesten Stand der Technik repräsentiert, zeigt eine Vorrichtung
zum Steuern von Drehmoment und/oder Drehung einer Zwischenscheibe,
wobei die Zwischenscheibe erste und zweite, mit Abstand angeordnete
Komponentenscheiben umfasst, die parallele äußere Zwischenflächen haben,
wobei die Drehung der Zwischenscheibe Luftbewegung aus dem Raum
zwischen den Komponentenscheiben verursacht, die sowohl eine radiale
Bewegungskomponente als auch eine Umfangskomponente der Bewegung
hat, wobei die Vorrichtung ferner zumindest erste und zweite Sättel umfasst,
die sich auf entgegengesetzten Seiten der Zwischenflächen der
Zwischenscheibe befinden, wobei die Sättel Zwischenflächen zur
Verbindung mit den Zwischenflächen
der Zwischenscheibe umfassen, wobei die Vorrichtung ferner einen
Abstandshalter umfasst, der sich radial auswärts von der Zwischenscheibe
befindet und sich zwischen dem ersten und zweiten Sattel erstreckt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Abstandshalter lang gestreckt, wobei seine Länge größer als
seine Breite ist, und ist der Abstandshalter so ausgerichtet und/oder
von solch einer Form, dass er Luftturbulenzen reduziert und das
laminare Fließen
von Luft von der Zwischenscheibe und aus der Vorrichtung heraus
fördert.
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Die
Breite des Abstandshalters kann sich über seine Länge radial nach außen von
der Zwischenscheibe aus verringern. In der bevorzugten Form ist
der Querschnitt des Abstandshalters tropfenförmig.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun als Beispiel mit Verweis auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben, dabei gilt:
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1 ist
eine Teilvorderansicht einer externen Außenbackenbremse gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei Teile entfernt worden sind, um den inneren Aufbau zu zeigen.
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2 ist
eine Teilquerschnittsansicht der Bremse von 1 entlang
der Schnittlinie 2-2 von 1, wobei Teile entfernt worden
sind, um den inneren Aufbau zu zeigen.
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Alle
Figuren sind nur zur leichteren Erklärung gezeichnet; die Erweiterungen
der Figuren bezüglich Zahl,
Position, Beziehung und Abmessungen der Teile, um die bevorzugte
Ausführungsform
zu bilden, werden erklärt
oder liegen im Bereich der Fähigkeiten von
Fachleuten des Fachgebiets, nachdem das Folgende verstanden wurde.
Ferner liegt die Festlegung der exakten Abmessungen und Dimensionierungsproportionen
zur Einhaltung einer bestimmten Kraft, Gewicht, Festigkeit und ähnlicher
Anforderungen ebenfalls im Bereich der Fähigkeiten der Fachleute, nachdem
das Folgende gelesen und verstanden wurde.
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Wo
sie in verschiedenen Figuren der Zeichnungen verwendet werden, bezeichnen
dieselben Zahlzeichen dieselben oder ähnliche Teile. Wenn ferner
die Begriffe „oben", „unten", „erster", „zweiter", „Ende", „Seite", „radial", „axial", „innerer", „äußerer", „nach außen" und ähnliche
Begriffe hierin verwendet werden, versteht es sich, dass diese Begriffe
sich nur auf die Struktur, die in den Zeichnungen gezeigt wird, beziehen,
wie sie einer Person erscheinen würden, die die Zeichnungen betrachtet,
und sie nur zur leichteren Beschreibung der Erfindung genutzt werden.
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Eine
Vorrichtung zur Steuerung des Drehmomentes und/oder der Drehung
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in den Zeichnungen als Außenbackenbremse gezeigt und
wird allgemein mit 10 bezeichnet. Bremse 10 umfasst
folgende Teile: ein Element, wie zum Beispiel eine Welle 12,
auf die eine Bremskraft angewendet werden soll und die in ihrer Drehung
gesteuert werden soll; Nabe 14, die Teil der Verbindung
zwischen Bremse 10 und Welle 12 ist; eine Zwischenscheibe,
wie zum Beispiel eine Bremsreibscheibe 16, die mit Nabe 14 verbunden
ist; und mehrere Stellantriebe oder Zylinder 18 der Außenbackenbremse.
Jeder Sattel 18 umfasst einen Kolben, Fluidarmaturen 28 verschiedenen
Aufbaus, Fluidanschlüsse
von Luftleitungen 30 verschiedener Länge und verschiedenen Aufbaus
und Bremsreibbeläge oder
Bremsklötze 32.
Bremsklotz 32 ist im Eingriff mit einer ersten Fläche von
Kolben 26 bei Einleitung von unter Druck stehendem Fluid
(Luft in der bevorzugten Ausführungsform)
in die Leitungen 30 durch eine herkömmliche geregelte Quelle (nicht
gezeigt) durch Armaturen 28, gegen eine Membran 33 auf
der entgegengesetzten Seite von Kolben 26. Bremsklotz 32 drückt unter
Reibung auf die Bremsfläche
von Reibscheibe 16 und übt
einen geregelten Reibdruck auf dieselbe aus, wodurch eine Bremskraft
auf Welle 12 ausgeübt
wird. Es ist dann zu erkennen, dass Bremse 10 gegenüberliegende,
aber getrennte, durch Reibung verbundene Verschleißflächen umfasst,
wobei eine der Verschleißflächen die
von Kolben 26 betätigten,
auswechselbaren Bremsklötze 32 sind
und die andere Verschleißfläche die
Gegenfläche
der Bremsreibscheibe 16 ist.
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Spezieller
gesagt, sind die Fluid(Luft)-Anschlüsse 30 mit den Armaturen 28 verbunden,
die sich in die Blasenzylinderdeckel 34 einschrauben lassen,
welche mit den Zylindergehäusen 35 unter Verwendung
von Schrauben oder Bolzen 38 verbunden sind und die wiederum
am äußeren Gehäuse 36 von
Bremse 10 mittels mehrerer Bolzen 100 befestigt sind
oder Teil desselben sind. In der bevorzugten Form sind die Zylinder 18 gemäß den Lehren
von US-Patent Nr. 4,427,102 aufgebaut, wobei Membran 33 zwischen
Deckel 34 und Gehäuse 35 liegt
und Kolben 26 in einer Bohrung 27 in Gehäuse 25 geführt und
gestützt
wird.
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Wie
gezeigt, ist Gehäuse 36 in
der Form eines Rings, der die übrigen
Teile hält.
Bremse 10 kann dann in herkömmlicher Weise an oder in einem
weiteren Gehäuse,
Motor oder einer anderen Umgebung befestigt werden, um eine Bremskraft
auf Welle 12 in herkömmlicher
Weise auszuüben
oder die Drehung derselben zu steuern. Bohrungen (nicht gezeigt)
können
zum Beispiel durch Gehäuse 36 zur
Aufnahme von Befestigungsbolzen, die an dem weiteren Gehäuse, Motor
oder einer anderen Umgebung befestigt sind, vorgesehen sein.
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Vor
diesem Hintergrund können
die Unterschiede und Feinheiten dieser Ausführungsform gegenüber bekannten Bremsen
oder Kupplungen nach dem Stand der Technik von Fachleuten auf dem
Gebiet dieser Technologien erkannt werden. Ein solcher neuartiger
Unterschiede und Feinheit betrifft den Aufbau der Blasenzylinderdeckel 34.
Speziell umfasst Deckel 34 eine geneigte Wand 90,
die sich unter einem axial nach außen gerichteten stumpfen Winkel in
der Größenordnung
von 120° von
den radialen inneren Abschnitten der Außenfläche von Deckel 34 aus
erstreckt. Die Armaturen 28 werden schraubbar in Wand 90 aufgenommen.
In der am stärksten
bevorzugten Form ist Wand 90 im Allgemeinen halbkreisförmig. Deckel 34 umfasst
ferner einen geneigten halbzylindrischen Abschnitt 92,
der sich unter einem axial nach außen gerichteten stumpfen Winkel in
der Größenordnung
von 150° von
den radialen äußeren Abschnitten
der Außenseite
von Deckel 34 aus erstreckt und integral in Wand 90 endet.
Die Innenfläche
von Deckel 34 umfasst eine flache Bohrung 94 von
relativ großem
Durchmesser. Bohrung 94 ist im Allgemeinen axial in Flucht
mit Kolben 26 und ermöglicht
dem Fluid, wie zum Beispiel Luft, das Zirkulieren durch die Fläche von
Kolben 26, wenn es durch die Armaturen 28 in Abschnitt 92 eingeleitet
wird.
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Es
sollte bemerkt werden, dass der Winkel von Wand 90 in ähnlicher
Weise Armaturen 28 unter einem Winkel zur Außenfläche von
Deckel 34 von weniger als 90° und allgemein unter einem Winkel anordnet,
der parallel zur Außenfläche von
Deckel 34 ist. Dadurch verringert sich das Längsspiel,
das bei der Montage von Bremse 10 erforderlich ist. Weiterhin
sind Wand 90 und Abschnitt 92 effizienter beim Saugen
von Luft über
die Anschlüsse 30,
da die Luft in und durch die Reibscheibe 16 gesaugt wird.
Bei verstärkter
Luftströmung
ist es weniger wahrscheinlich, dass die Anschlüsse 30 durch die Wärme, die beim
Betrieb der Bremse 10 erzeugt wird, spröde werden oder anderweitig
an Qualität
verlieren.
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Weiterhin
wird mit Bezug auf die Gesamtanordnung und das subtile Merkmal von
Bremse 10 eine verstiftete Bremsklotzanschlussgruppe mit
den äußeren Bremssätteln 18 und
der innen angeordneten und gerippten Bremsscheibe 16 kombiniert,
um einen schnellen und ganz einfachen Wechsel der Bremsklötze zu ermöglichen,
wodurch die Auswechselzeit reduziert, die Zweckmäßigkeit der Bremse erhöht und eine
leichte Wartung ermöglicht
wird.
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Weiterhin
wurde festgestellt, dass der Beitrag einer membranbetriebenen Außenbackenbremse
zur Gesamtbaugruppe von Bremse 10 durch Beseitigen des
Nachteils einer Federkraftrückstellung, die
gegen die angewendete Bremskraft arbeitet, für eine Bremse sorgt, die immer
betriebsbereit ist. Das heißt,
bei dem Lösungsansatz
mit der Membran wird automatisch ein minimaler Spalt zwischen der
Reibscheibe 16 und den Bremsklötzen 32 durch die
Verwendung der Luft zwischen diesen beiden sich bewegenden Flächen und
durch den Differenzialeffekt dieser zwei sich bewegenden Flächen aufrechterhalten. Es
wird ein Mindestspalt aufrechterhalten, und die Bremse ist immer
bereit, mit hoher Effizienz zu arbeiten.
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Es
wurde festgestellt, dass diese Kombination, Konfiguration und Gesamtbaugruppe
eine überraschend
und zufrieden stellend hohe Bremseffizienz ergibt und eine Bremse,
wie zum Beispiel Bremse 10, möglich macht, die leicht und
einfach zu warten ist, ein schnelles Austauschen von Verschleißteilen
ermöglicht,
einschließlich
der Bremsklötze,
für erhöhte Effizienz,
erhöhte
Wärmeübertragungskennwerte, erhöhte Gesamtkühlungskennwerte
und verbesserte Wärmeableitung
sorgt.
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Mit
der vorhergehenden Erklärung
können das
nächste
Merkmal und der feine Unterschied dieser Ausführungsform von Fachleuten in
verwandten Technologien erläutert
und verstanden werden. Dieses nächste
Merkmal ist, dass die in Längsrichtung zentral
angeordnete Reibscheibe 16 dieser Ausführungsform einen gerippten
Aufbau besitzt. Insbesondere ist die Bremsreibscheibe 16 in
der Ausführungsform,
die gezeigt wird, in der Form einer einzelnen integrierten Komponente,
die erste und zweite, mit Abstand angeordnete, ebene Scheiben 40 und 41 hat, welche
am Umfang verteilte Rippen 42 und 42 hat, die
senkrecht zwischen den Scheiben 40 und 41 vorragen
und dieselben integral verbinden. Jede Scheibe 40 und 41 hat
eine Außenkante
oder Begrenzungskante 44 und einen inneren Umfang oder
eine innere Kante 46. Neben der Mitte einer der Scheiben 40 und 41,
der benachbarten Innenkante 46 und einem integralen Materialring 48 derselben
Dicke wie die Scheiben 40 und 41 und an dieselben
angrenzend, werden mehrere Befestigungsbohrungen 50 in regelmäßigen Abständen am
Umfang gebildet. In der am stärksten
bevorzugten Form wird Scheibe 16 mit integralen Ringen
aus Material 48 auf beiden Scheiben 40 und 41 gegossen,
wobei der Materialring 48 von den Scheiben 40 und 41 maschinell
abgetragen wird und wobei die Bohrungen 50, je nach der
gewünschten
Drehrichtung der Reibscheibe 16, in den Materialring 48 in
der anderen Scheibe 40 oder 41 eingebracht werden.
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Die
Rippen 42 sind relativ dünne und flache Elemente, die
zwischen den Innenflächen
der Scheiben 40 und 41 aufrecht stehen und eine
Länge besitzen,
die größer als
die radiale Länge
oder der Abstand zwischen den Kanten 44 und 46 ist.
In der bevorzugten Form sind die Rippen 42 mit Abstand
angeordnet und erstrecken sich im Allgemeinen tangential von Kante 46 aus
und erstrecken sich in der am stärksten
bevorzugten Form tangential von einem Kreis aus, der einen Durchmesser
hat, der größer als Kante 46 ist,
wobei sich die Rippen 42 im Allgemeinen 15° von einer
Tangente an Kante 46 aus erstrecken. Die Rippen 42 haben
eine derartige Länge, dass
sie sich bis zu Kante 44 erstrecken, aber nach innen mit
Abstand zu Kante 44 angeordnet sind. Die Rippen 42 sind
am Umfang mit gleichem Abstand um die Scheiben 40 und 41 und
zwischen denselben angeordnet und sind am Umfang frei von Kontakt,
damit Luft radial frei zwischen den am Umfang angeordneten, benachbarten
Rippen 42 hindurchströmen
kann.
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Die
Rippen 43 sind relativ dünne und flache Elemente, die
zwischen den Scheiben 40 und 41 aufrecht stehen
und eine Länge
besitzen, die kleiner als die radiale Länge oder der Abstand zwischen
den Kanten 44 und 46 ist und die in der bevorzugten
Form eine Länge
besitzen, die etwa gleich drei Achtel oder, genauer, 37,5% des radialen
Abstandes zwischen den Kanten 44 und 46 ist und
etwa ein Viertel oder, genauer, 28,6% der Länge der Rippen 42 ist.
Die Dicke der Rippen 42 und 43 ist gleich. Die
radialen äußeren Enden
der Rippen 43 befinden sich im selben radialen Bereich
wie die radialen äußeren Enden
der Rippen 42. In der am stärksten bevorzugten Form sind
zwei Rippen 43 mit gleichem Abstand am Umfang zwischen
den am Umfang benachbarten Rippen 42 angeordnet. Also erstrecken
sich in der bevorzugten Form, bei der acht Rippen 42 bereitgestellt
werden, die am Umfang mit einem Abstand von 45° voneinander angeordnet sind,
die Rippen 43 unter einem Winkel von 15° zueinander und zu der am Umfang benachbarten
Rippe 42. Alle der Rippen 43 sind frei von gegenseitigen
Umfangskontakten und mit den Rippen 42, damit Luft radial
frei zwischen den am Umfang benachbarten Rippen 42 und 43 hindurch streichen
kann. In der bevorzugten Form liegt die radiale Innenkante der ersten
Rippe 43, am Umfang nach dem ersten der Rippenpaare 42,
zwischen denen sich die Rippen 43 befinden, in radialer
Richtung in Flucht mit der radialen Innenkante des anderen des Rippenpaars 42,
zwischen denen sich die Rippen 43 befinden. Ferner haben
in der bevorzugten Form die Rippen 43 gleiche Längen.
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Nabe 14 umfasst
einen im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt 52, der eine
zentral gelegene Bohrung 54 zur gleitenden Aufnahme auf
Welle 12 hat. Nabe 14 umfasst ferner einen sich
radial erstreckenden Flansch 58, der mehrere Befestigungsbohrungen 60 in
regelmäßigen Abständen am
Umfang hat, die den Bohrungen 50 der Reibscheibe 16 entsprechen.
Nabe 14 umfasst ferner einen Führungsbund 59, der
sich axial von Flansch 58 zur gleitenden Aufnahme des Rings
aus Material 48 der Reibscheibe 16 erstreckt,
wobei Bund 59 eine axiale Ausdehnung hat, die im Allgemeinen
gleich der Dicke von Scheibe 40 oder 41 ist. Ein
gekrümmter
oder gerundeter Abschnitt 61 erstreckt sich von Bund 59 und
der Innenfläche
von Scheibe 40 oder 41 aus, die an Bund 59 zum
zylindrischen Abschnitt 52 geführt wird. Die Reibscheibe 16 ist
mit Nabe 14 durch Bolzen 106 verbunden, die durch
die Bohrungen 50 gehen und schraubbar von den Bohrungen 60 aufgenommen werden.
Es ist nun zu erkennen, dass die Ausrichtung der Rippen 42 und 43 umgekehrt
wird, wenn der Materialring 48 auf Scheibe 40 statt
auf Scheibe 41 gebildet wird.
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Es
ist ferner zu erkennen, dass das Element, für welches das Drehmoment und/oder
die Rotation gesteuert wird, das aus zwei Stücken gebildet wird, d.h. Nabe 14 und
Reibscheibe 16, besonders vorteilhaft ist. Erstens kann
Nabe 14 auf Welle 12 dauerhaft positioniert werden,
und Reibscheibe 16 kann ausgewechselt werden, wenn sie
abgenutzt ist, ohne die Lage von Nabe 14 auf Welle 12 zu
stören.
Dies ermöglicht
dem Nutzer, die Reibscheibe 16 in ihrer Position neu zu
montieren, und eliminiert die kostbare Einrichtzeit. Ferner können Nabe 14 und
Reibscheibe 16 für
eine größere Effizienz
der Wärmeübertragung
auf den Luftstrom und zur Reduzierung der Wärmeübertragung in die Welle 12 hinein
aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden. Es kann auch
ein thermischer Isolator (wie zum Beispiel eine Dichtung) auf die
Zwischenfläche
zwischen Nabe 14 und Reibscheibe 16 gebracht werden,
um die Wärme,
die in Welle 12 geleitet wird, weiter zu reduzieren.
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Mit
der vorstehenden Erklärung
kann das nächste
Merkmal und der subtile Unterschied dieser Ausführungsform von den Fachleuten
auf dem Gebiet dieser Technologien, der der verstifteten Bremsklotzanordnung,
erläutert
und verstanden werden. Insbesondere umfassen die Bremssättel 18 jeweils eine
Bremsklotzgruppe, die einen Bremsklotz 32 hat, welcher
an einer vergrößerten Spannplatte 62 befestigt
ist, wobei die Spannplatte 62 sich zumindest radial nach
außen
von Bremsklotz 32 aus erstreckt. Eine sich radial erstreckende
Einkerbung 64 ist in der radialen Innenkante von Bremsklotz 32 und
Spannplatte 62 gebildet. Die radiale Innenkante von Zylindergehäuse 35 umfasst
einen Riegel 66, der sich zur gleitenden Aufnahme innerhalb
der Einkerbung 64 der Bremsklotzgruppe axial von dort aus
in einer Richtung entgegengesetzt zum Blasenzylinderdeckel 34 erstreckt.
Eine Öffnung 68 ist
zur gleitenden Aufnahme eines Sicherungsstifts 70 in der
Spannplatte 62 radial nach außen vom Bremsklotz 32 gebildet.
Sicherungsstift 70 wiederum ist relativ zum Deckel 34 und
Gehäuse 35 der
Bremssättel 18 verschiebbar, die
im Allgemeinen parallel zu Riegel 66 und mit Abstand von
demselben angeordnet sind. Insbesondere umfassen Deckel 34 und
Gehäuse 35 eine
sich axial erstreckende Durchgangsbohrung 72 von einer
Größe zur gleitenden
Aufnahme von Schaft 74 von Stift 70, die aber
den Durchgang von Kopf 76 durch dieselbe verhindert. Bohrung 72 umfasst
eine vergrößerte konzentrische
Senkung 78, die einen Abstand von den Außenflächen von
Deckel 34 und Gehäuse 35 hat
und in einem oder beiden von Deckel 34 und Gehäuse 35 gebildet
ist. Eine Feder 80, die sich in der Senkung 78 befindet
und konzentrisch zu Schaft 74 von Stift 70 ist,
stößt an, und
ist eingeschlossen zwischen, Deckel 34 und Sprengring 82,
der an Schaft 74 von Stift 70 befestigt ist, um
Stift 70 zum axialen Gleiten nach innen von einer axial
außen
gelegenen Position in eine axial innen gelegene Position vorzuspannen.
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Es
kann nun erkannt werden, dass die austauschbare Anordnung von Bremsklotz 32 in
verschiedenen Umgebungen und Vorrichtungen verwendbar ist, die entgegengesetzte,
aber getrennte, durch Reibung gekoppelte Verschleißflächen umfassen,
wobei mindestens eine der Verschleißflächen einen austauschbaren Bremsklotz,
wie zum Beispiel Bremsklotz 32, umfasst, der in Nachbarschaft
zu einer gegenüberliegenden
Verschleißfläche, wie
zum Beispiel Reibscheibe 16, montiert ist.
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Es
kann nun erkannt werden, dass die Bremsklotzgruppe von Schaft 74 von
Stift 70 festgehalten wird, der sich durch Öffnung 68 von
Spannplatte 62 erstreckt, wobei Riegel 66 von
der Einkerbung 64 aufgenommen wird, was die Drehung der Spannplatte 62 um
Schaft 74 verhindert. Die axiale Länge von Riegel 66 und
Stift 70 ist derart, dass Spannplatte 62 zum Ende
des Hubs von Kolben 26 sehr dicht an der Reibscheibe 16 darauf
positioniert wird, um dann den austauschbaren Bremsklotz 32 zwischen
Gehäuse 35 und
Reibscheibe 16 axial festzuhalten und zu positionieren.
Riegel 66 muss dann eine axiale Gesamtlänge haben, die nur etwas kleiner
als der Abstand zwischen Gehäuse 35 und
der gegenüberliegenden Verschleißfläche von
Reibscheibe 16 ist, während
Stift 70 auf Grund seiner radialen Positionierung außerhalb
der Reibscheibe 16 eine Gesamtlänge hat, die größer als
der Abstand zwischen Gehäuse 35 und
der gegenüberliegenden Verschleißfläche von
Reibscheibe 16 ist, um sicherzustellen, dass Bremsklotz 32 gegen
die gegenüberliegende
Verschleißfläche von
Reibscheibe 16 drückt,
bevor Spannplatte 62 von Schaft 74 von Stift 70 in
ihre axial nach innen zu gelegene, vorgespannte Position gleitet.
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Es
kann dann ferner erkannt werden, dass das Auswechseln der austauschbaren
Bremsklötze 32 ohne
tatsächliches
Entfernen von Bremsteilen und ohne die Verwendung von Werkzeugen
ausgeführt
werden kann. Dies erfolgt einfach durch Ziehen an Kopf 76,
um so Stift 70 gegen die Vorspannung von Feder 80 in
seine axiale Außenposition
zurückzuziehen,
bis das freie Ende von Schaft 74 aus der Öffnung 68 von
Spannplatte 62 gezogen wird. Zu diesem Zeitpunkt können Spannplatte 62 und
Bremsklotz 32 von Hand radial nach außen aus dem Raum zwischen Gehäuse 35 und
der gegenüberliegenden Verschleißfläche von
Reibscheibe 16 gezogen werden. In ähnlicher Weise kann eine neue
Bremsklotzgruppe zwischen Gehäuse 35 und
der gegenüberliegenden
Verschleißfläche von
Reibscheibe 16 geschoben werden, wobei Einkerbung 64 radial
von Riegel 66 aufgenommen wird. Nach dem Ausrichten von Öffnung 68 in
Flucht mit Stift 70 ist es Stift 70 möglich, sich
axial unter der Vorspannung von Feder 80 in seine axiale
Innenposition zu bewegen, wobei Schaft 74 sich axial in Öffnung 68 hinein
und durch dieselbe erstreckt. Es ist dann zu erkennen, dass ein Bremsklotzwechsel
ohne tatsächliches
Entfernen eines Bremsteils von Bremse 10 und ohne die Verwendung
von Werkzeugen ausgeführt
werden kann. Abgesehen von der Bremsklotzgruppe selbst, gibt es auch
keine losen Teile, wie zum Beispiel Muttern oder Bolzen, die der
Nutzer während
des Austauschs des Bremsklotzes halten muss und die während der
Austauscharbeit am Bremsklotz häufig
verlegt werden.
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Mit
der vorstehenden Erklärung
kann das nächste
neuartige Merkmal und der subtile Unterschied dieser Ausführungsform
von Fachleuten auf dem Gebiet dieser Technologien erklärt und verstanden
werden, nämlich
der von Gehäuseabstandshaltern 120 zum
Fixieren des ersten und zweiten Bremssattels 18 auf gegenüberliegenden
Seiten der Reibscheibe 16. Insbesondere werden die Abstandshalter 120 in
der bevorzugten Form aus Aluminiumguss hergestellt und haben einen
tropfenförmigen
Querschnitt. Speziell umfassen die Abstandshalter 120 einen
ersten Abschnitt 122, der einen im Allgemeinen halbkreisförmigen Querschnitt
hat und insbesondere eine Umfangsausdehnung hat, die etwas größer als ein
Halbkreis ist. Die Abstandshalter 120 umfassen ferner einen
zweiten Abschnitt 124, der integral mit dem ersten Abschnitt 122 gebildet
wird und im Allgemeinen einen Querschnitt von V-Form hat, wobei
sich die Seiten von Abschnitt 124 im Allgemeinen tangential
und angrenzend an die Seiten von Abschnitt 122 erstrecken.
Die Verbindung der Seiten von Abschnitt 124 gegenüber von
Abschnitt 122 ist abgerundet. Die Länge von Abschnitt 124 von
der Verbindung seiner Seiten bis zu Abschnitt 122 ist im
Allgemeinen gleich dem Eineinhalbfachen des Durchmessers von Abschnitt 122,
so dass die kombinierte Länge
der Abschnitte 122 und 124 im Allgemeinen gleich
dem Doppelten der größten Breite
von Abstandshalter 120 ist, d.h. dem Durchmesser von Abschnitt 122. Die
Bolzen 100 erstrecken sich durch die Öffnungen, die in den Deckeln 34 und
Gehäusen 35 des
ersten und zweiten Bremssattels 18 gebildet sind, welche sich
auf gegenüberliegenden
Seiten von Scheibe 16 befinden, durch eine Öffnung in
Gehäuse 36 und durch
eine Öffnung,
die in Abstandshalter 120 in der entgegengesetzten Mitte
des ersten Abschnitts 122 gebildet ist, wobei sich der
Abstandshalter 120 eingeschlossen zwischen den Gehäusen 35 der
Bremssättel 18 befindet.
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Die
Abstandshalter 120 sind so ausgerichtet, dass die Abschnitte 124 sich
radial von der Reibscheibe 16 aus nach außen erstrecken,
und sind in der bevorzugten Form so ausgerichtet, dass sich ihre Längen im
Allgemeinen senkrecht zu ihren Breiten erstrecken, die sich parallel
zu den radialen äußeren Enden
der Rippen 42 und 43 erstrecken, welche in der
bevorzugten Form etwa 50° von
der Radiale in Drehrichtung entfernt sind. Die Abstandshalter 120 können mit
einem geeigneten Mittel, wie zum Beispiel durch Federstifte, die
sich von den Gehäusen 35 der
Bremssättel 18,
die mit Abstand zu Bolzen angeordnet sind, in ihrer Position gehalten
werden.
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Mit
dem vorher Angeführten
können
weitere Feinheiten und neuartige Unterschiede von Bremse 10 erklärt und verstanden
werden. Insbesondere sorgt Bremse 10 für eine beträchtlich größere Luftmenge, die sich durch
Bremse 10 bewegt, gegenüber vergleichbaren
Konstruktionen nach dem Stand der Technik, wobei der verstärkte Luftstrom
zu einer größeren Wärmeableitung
führt,
die wiederum eine größere Leistungsfähigkeit
der Vorrichtung bewirkt. Speziell umfasst Bremse 10 in
ihrer am stärksten
bevorzugten Form eine Kombination von einzigartigen Merkmalen, die
für eine
synergistische Verstärkung der
Luftmenge sorgen, die sich durch Bremse 10 bewegt. Die
Verwendung von verkürzten
Rippen 43 mit einer geringen Länge im Vergleich zu der radialen Ausdehnung
auf die Scheiben 40 und 41 gebrachten, lang gestreckten
Zwischenrippen 42 stellt sicher, dass der Lufteintritt
zwischen den Kanten 46 der Scheiben 40 und 41 physisch
nicht durch die radialen inneren Enden der Rippen 42 blockiert
werden, während
gleichzeitig die Laufradoberfläche
maximiert wird. Speziell haben die radialen inneren Enden der Rippen 42 einen
ausreichenden Umfangsabstand voneinander, so dass sie den Luftdurchgang
zwischen den Scheiben 40 und 41 über den
ganzen Umfang physisch nicht wesentlich behindern, trotzdem aber
eine Laufradoberfläche
für Laufradwirkungsgrade
beim Saugen von Luft zwischen den Scheiben 40 und 41 und
durch dieselben bereitstellen. In ähnlicher Weise sorgen die radialen äußeren Enden
der Rippen 42 und 43 für eine Laufradoberfläche für Laufradwirkungsgrade
beim Saugen von Luft zwischen den Scheiben 40 und 41
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Da
ferner die Luft sowohl eine radiale Bewegungskomponente bei der
Bewegung in radialer Richtung zwischen den Rippen 42 und 43 als
auch eine Umfangskomponente der Bewegung auf Grund der Rotation
der Reibscheibe 16, die an Schaft 12 befestigt
ist, umfasst, verstärkt
die Ausrichtung der Rippen 42 und 43 bezüglich der
Radiale den Laufradwirkungsgrad.
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In ähnlicher
Weise verstärkt
der glatte Übergang,
für den
der abgerundete Teil 61 sorgt, vom zylindrischen Teil 52 von
Nabe 14 zum Raum zwischen den Scheiben 40 und 41 die
laminare Luftströmung und
verringert die Luftturbulenz, um den Luftstrom zu maximieren. In
dieser Hinsicht ist zu erkennen, dass die maschinelle Bearbeitung
von einem der Materialringe 48 beseitigt werden kann und
dass die Befestigungsbohrungen 50, die in beide Materialringe 48 gebohrt
sind, einer einzelnen Reibscheibe 16 ermöglichen,
in jede Richtung gedreht zu werden, je nachdem, welcher Flansch 58 der
Scheibe 40 und 41 von Nabe 14 befestigt
wurde. Aus diesem Vorteil wird jedoch in der am stärksten bevorzugten
Form kein Nutzen gezogen, da der extra Materialring 48 den
verfügbaren
Raum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 52 und dem gekrümmten Abschnitt 61 verringert
und daher teilweise den Luftdurchgang zur Reibscheibe 16 blockiert.
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Die
Abstandshalter 120 sind auch so geformt und ausgerichtet,
dass sie ihre Aerodynamik verstärken
und für
eine minimale Blockade des Luftstroms sorgen. Insbesondere fördern die
Form, die im Vergleich zu ihrer Breite lang ist, und ihre allgemein
abgerundete Natur den laminaren Fluss und verringern Luftturbulenzen,
um so den Luftstrom um die Abstandshalter 120 zu verstärken. Auch
das Merkmal, dass die Breite der Abstandshalter 120 sich über die Länge verringert
und in der bevorzugten Form eine Tropfenform besitzt, fördert den
laminaren Strom und verringert Luftturbulenzen, um so den Luftstrom
um die Abstandshalter 120 zu verstärken. Da ferner die Luft, die
die Reibscheibe 16 verlässt,
sowohl radiale als auch Umfangskomponenten der Bewegung besitzt,
sind die Abstandshalter 120 mit ihren Längen parallel zum Luftstrom
und mit ihren Breiten im Allgemeinen senkrecht zum Luftstrom ausgerichtet,
der Scheibe 16 verlässt.
Nichtparallele Ausrichtungen stellen größere Hindernisse dar, die Turbulenzen
fördern,
während
parallele Ausrichtungen die laminare Strömung fördern und Luftturbulenzen reduzieren. Man
glaubt, dass die Beziehung zwischen der Ausrichtung der Abstandshalter 120 und
der Rippen 42 und 43 von Reibscheibe 16 der
bevorzugten Form vorteilhaft für
die Förderung
der laminaren Strömung und
die Verringerung der Luftturbulenzen ist, um die Luftströmung durch
Bremse 10 zu erhöhen.
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Nun
nach der Erläuterung
einer Ausführungsform
werden viele Erweiterungen und Abwandlungen für den Fachmann auf dem Gebiet
verwandter Technologien erkennbar. Obwohl zum Beispiel die vorliegende
Erfindung mit Bezug auf eine Bremse erläutert wurde, sollte erkannt
werden, dass die Lehren auch für
andere Arten von Drehmoment- und/oder Rotationsvorrichtungen
angewendet werden können, wie
zum Beispiel Kupplungen, ohne darauf beschränkt zu sein. Das heißt, die
vorliegende Erfindung gilt für
Vorrichtungen zur Bereitstellung einer Rotationssteuerung zwischen
den ersten Elementen und den zweiten Elementen, wobei zumindest
das erste Element um eine Achse drehbar ist. In der Bremse, die
beschrieben wurde, können
die ersten und zweiten Elemente den Schaft 12 und das Bremsgehäuse 36 umfassen.
Im Allgemeinen ist es jedoch nur erforderlich, dass ein Element
eine Reibscheibe, wie zum Beispiel Reibscheibe 16, für einen
kontrollierten, selektiven Kontakt mit einer auf Reibung basierenden
Eingriffsfläche
mit einem anderen Element, wie zum Beispiel den Bremsklötzen 32,
umfasst. Dann ist zu erkennen, dass eine Reibscheibe ein Reibungselement
einer Kupplung und die andere auf Reibung basierende Eingriffsfläche die
Bremsklötze
sein könnten.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine Welle beschrieben wurde,
die in ihrer Drehung gesteuert werden soll, ist nun ferner klar,
dass die vorliegende Erfindung allgemein anwendbar ist und daher
eine Rotationssteuerung zwischen verschiedenen Elementen, einschließlich Wellen
und Naben, oder Naben und Naben, oder Naben und Wellen oder ähnliche
Kombinationen, bereitstellt und dass es nicht darauf ankommt, welches
das stationäre
Element ist und welches im Hinblick auf das andere Element in seiner
Rotation gesteuert werden soll.
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In ähnlicher
Weise sollte erkennbar sein, dass die Lehren der vorliegenden Erfindung
nicht auf die Zahl der Bremssättel 18 beschränkt ist,
wie gezeigt.