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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Steuern
der Drehung einer Eingabe in Bezug auf einen Ausgang, wie zum Beispiel in
Servomotorbremsen.
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Servomotoren
werden in steigendem Umfang als Antriebe bei der Steuerung der Bewegung von
Maschinenanlagenkomponenten verwendet. Es gibt Servomotoranwendungen,
bei denen es wünschenswert
ist, die Bewegung der Maschinenanlagenkomponente, die angetrieben
wird, zu stoppen, einschließlich,
ohne darauf beschränkt
zu sein, Parken oder Nothaltsituationen, aber auch bei einer Unterbrechung
der Energiezufuhr zum Servomotor. Servomotoren wurden normalerweise
von Herstellern entweder mit oder ohne eine integrierte Bremskomponente
gekauft. Jedoch ist der Bedarf nach einer Bremse entstanden, die
als Modul Servomotoren separat hinzugefügt wird. Insbesondere würde dies
den Nutzern von Servomotoren ermöglichen,
einen Standardservomotor für
alle Anwendungen zu kaufen (vermutlich auf Grund von Mengenrabatten
zu einem geringeren Stückpreis)
und dann dem Servomotor ein Bremsmodul nur in Anwendungen hinzuzufügen, wo
das Bremsen benötigt
oder erwünscht
ist. In einer bevorzugten Erscheinungsform wäre es wünschenswert, dass solche Servomotor-Anbaubremsen
Leistungsmerkmale besitzen, die die von integrierten Servomotor-Brems-Einheiten übersteigen
und die die Gesamtproduktgröße minimieren.
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Ein
Haupthindernis zur Befriedigung dieses Bedürfnisses ist, dass die Servomotorindustrie
bisher keine Standardkonfiguration eingeführt hat. Insbesondere besitzen
die Antriebswellen von Servomotoren unterschiedliche radiale Größen. Obwohl
normalerweise ein Führungszapfen
auf der Abtriebsfläche vorhanden
ist, unterscheiden sich die Größen und Formen
der Führungszapfenflächen zwischen
Herstellern der Servomotoren. Obwohl ferner die Abtriebsfläche normalerweise
vier Bohrungen umfasst, die mit Gewinde versehen sein können und
die sich an den Ecken eines großen
Quadrates befanden, das größer als
der Führungszapfen
ist und zur Aufnahme von Schrauben dient, die sich von der Vorrichtungskomponente
aus erstreckt, die angetrieben werden soll, waren solche Bohrungen
von unterschiedlichem Durchmesser und befanden sich in unterschiedlichen
radialen Entfernungen von der Antriebswelle. Um die Lageranforderungen
zu reduzieren und um Vorteile aus der Massenproduktion zu ziehen,
ist es wünschenswert,
dass Bremsen, die als Module zum Befestigen an Servomotoren bestimmt sind,
universell für
alle Servomotoren beliebiger Hersteller anwendbar sein sollten und
leicht und ohne weiteres an den bestimmten Servomotor anpassbar sein
sollten, an dem sie befestigt werden sollen.
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Die
vorliegende Erfindung strebt an, dieses Bedürfnis zu befriedigen und andere
Probleme auf dem Gebiet der Rotationssteuerung zu lösen.
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DE-A-636888
offenbart eine Rotationssteuerungsvorrichtung gemäß der Präambel von
Anspruch I. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den
Merkmalen, die im kennzeichnenden Teil von Anspruch I beansprucht
werden.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, dabei gilt:
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Rotationssteuerungsvorrichtung in der am
meisten bevorzugten Form einer Bremse, die eine spezielle Anwendung
für Servomotoren
besitzt.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht der Rotationssteuerungsvorrichtung von 1 entlang
der Schnittlinie 2-2 von 1, wobei ein Servomotor und eine
Vorrichtungskomponente, die angetrieben werden soll, teilweise und
als Durchsicht gezeigt werden.
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Alle
Figuren werden nur zur leichteren Erläuterung gezeichnet; die Erweiterungen
der Figuren in Bezug auf Zahl, Position, Beziehung und Abmessungen
der Teile, die die bevorzugte Ausführungsform bilden sollen, werden
erklärt
oder liegen im Bereich der Fähigkeiten
von Fachleuten auf diesem Gebiet, nachdem die folgende Beschreibung
gelesen und verstanden wurde. Ferner liegen die exakten Abmessungen
und Abmessungsproportionen, die einer bestimmten Kraft, Gewicht,
Festigkeit und ähnlichen Anforderungen
entsprechen sollen, innerhalb der Fähigkeiten von Fachleuten des
Fachgebietes, nachdem die folgende Beschreibung gelesen und verstanden
wurde.
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Wo
dieselben Zahlzeichen in verschiedenen Figuren der Zeichnungen verwendet
werden, bezeichnen sie dieselben oder ähnliche Teile. Wenn ferner
die Begriffe „erster", „zweiter", „innen", „außen", „äußerer", „innerer", „Ende", „Seite", „axial", „radial" und ähnliche
Begriffe hierin verwendet werden, so versteht es sich, dass diese
Begriffe nur auf die Struktur Bezug nehmen, die in den Zeichnungen
gezeigt wird, wie sie einer Person erscheinen, die die Zeichnungen
ansieht, und dass sie nur verwendet werden, um das Beschreiben der
veranschaulichenden Ausführungsform
zu erleichtern.
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Eine
Rotationssteuerungsvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in den Zeichnungen als eine mit
einer Feder verbundene, durch Flüssigkeit
entriegelte Bremse gezeigt und wird allgemein mit 10 bezeichnet.
Bremse 10 wird in ihrer am stärksten bevorzugten Form für die Drehungssteuerung
einer Antriebswelle (Eingabe) 12 gezeigt. Eingabe 12 umfasst
im Allgemeinen einen ersten axialen Abschnitt 14 und einen
zweiten axialen Abschnitt 16. Abschnitt 14 besitzt
eine Außenfläche 18 von
im Allgemeinen kreisförmigen
Querschnitten und eine innere, sich axial erstreckende Bohrung zur
Aufnahme einer Welle 21 einer Energiequelle 96 in
einer nicht drehbaren Weise. In der am stärksten bevorzugten Form wird
Bremse 10 mit einem elektrischen Servomotor 96 verwendet, wobei
Welle 21 Teil von Servomotor 96 ist. Abschnitt 16 ist
in der Form einer Welle zur Wechselwirkung mit einer Maschine, Roboter
oder einer anderen Vorrichtungskomponente 23, die durch
den Servomotor 96 gesteuert wird. In der am stärksten bevorzugten Form
umfasst die Eingabe 12 ferner eine sich radial erstreckende
Zwischenfläche 24 im
Allgemeinen an der Verbindung zwischen den Abschnitten 14 und 16. Zwischenfläche 24 endet
in einer ringförmigen
Zwischenfläche 26,
die sich in einem nicht parallelen Winkel zur Achse der Eingabe 12 und
zur radialen Richtung zur Achse der Eingabe 12 erstreckt
und sich speziell radial nach außen zur Achse erstreckt, wenn
man 2 von links nach rechts ansieht. In der am stärksten bevorzugten
Form erstreckt sich die Fläche 26 unter
einem Winkel in der Größe von 20° bis 25° zur Achse
von Eingabe 12. Fläche 26 befindet sich
in einem relativ kurzen radialen Abstand von der Achse von Eingabe 12 und
was in der am stärksten bevorzugten
Form weniger als doppelt so weit wie der radiale Abstand von Fläche 18 von
der Achse von Eingabe 12 ist. In der am stärksten bevorzugten Form
sind die Abschnitte 14 und 16 und die Zwischenfläche 24 von
Eingabe 12 integriert als einzelnes Materialstück geformt.
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Bremse 10 umfasst
ferner eine Ausgabe, die in der am stärksten bevorzugten Form als
Gehäuse 28 gezeigt
wird, wobei Eingabe 12 relativ zu, und in der am stärksten bevorzugten
Form in, Gehäuse 28 um
ihre Achse drehbar ist. Gehäuse 28 umfasst
einen Gehäuseabschnitt 30 zur
Befestigung des Servomotors und einen Luftkammergehäuseabschnitt 32.
Gehäuseabschnitt 30 umfasst
im Allgemeinen eine radial ausgerichtete ringförmige Scheibe 34 und ein
sich im Allgemeinen axial erstreckendes zylindrisches Element 36,
das sich von einer ersten Passfläche 37 von
Scheibe 34 aus erstreckt. Scheibe 34 umfasst eine
axiale Öffnung 38,
die sich durch die erste Passfläche 37 und
ihre zweite, gegen überliegende Passfläche 39 von
Scheibe 34 erstreckt, und eine Größe besitzt, die größer als
die von Welle 21 von Servomotor 96 ist und in
der am stärksten
bevorzugten Form von einer radialen Größe ist, die größer als Fläche 18 von
Eingabe 12 ist. Scheibe 34 umfasst ferner eine
zylindrische Vertiefung 40, die sich von der zweiten Passfläche 39 von
Scheibe 34 aus in Richtung zur der ersten Passfläche 37 erstreckt,
aber mit Abstand von derselben angeordnet ist. Vertiefung 40 ist
im Allgemeinen konzentrisch zu Öffnung 38 und
ist von einer radialen Größe, die
mindestens gleich dem, oder vorzugsweise etwas größer als
der, größte(n) Führungszapfen 98 des
Servomotor 96 ist, der auf dem Markt erhältlich ist.
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Die
Außenfläche 42 von
Scheibe 34 ist im Allgemeinen von quadratischer Form. Die Öffnungen 44 erstrecken
sich durch die erste und zweite Passfläche 37 bzw. 39 von
Scheibe 34 mit einem radialen Abstand, der größer als
das zylindrische Element 36 und die zylindrische Vertiefung 40 ist,
wobei die Öffnungen 44 von
der zweiten Passfläche 39 aus
in Richtung zur ersten Passfläche
angesenkt sind, aber in der am stärksten bevorzugten Form mit
Abstand von derselben angeordnet sind. Vier Öffnungen 44 werden
in der Form bereitgestellt, die neben den Ecken der quadratischen
Form von Außenfläche 42 von
Scheibe 34 gezeigt werden, aber in Umfangsrichtung in gleichem
Maße gegenüber den
Ecken versetzt sind. Scheibe 34 umfasst ferner die Schlitze 46,
die in Umfangsrichtung mit Abstand zu den Öffnungen 44 angeordnet
sind, die sich von jeder der Ecken der quadratischen Form der Außenfläche 42 von
Scheibe 34 radial nach innen erstrecken. Die Schlitze 46 in
der gezeigten Form haben eine innere radiale Ausdehnung, die im
Allgemeinen gleich der, aber leicht größer als, die Außenfläche des
zylindrischen Elementes 36 ist. Ein radialer Werkzeugkanal 45 erstreckt
sich rechtwinklig von einer der Seiten der quadratischen Form von
Außenfläche 42 aus
und kreuzt sich radial mit der axialen Öffnung 38. Kanal 45 erstreckt
sich von Passfläche 39 von
Scheibe 34 in Richtung auf Fläche 37, ist aber mit
Abstand von derselben angeordnet.
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Die
Innen- und Außenflächen des
zylindrischen Elementes 36 sind in der am stärksten bevorzugten
Form im Querschnitt kreisförmig
und sind konzentrisch zur Achse von Eingabe 12 und der
axialen Öffnung 28.
Das zylindrische Element 36 von Gehäuseabschnitt 30 umfasst
einen ringförmigen Absatz 47,
der sich von seinem freien axialen Ende und seiner Außenfläche aus
nach innen erstreckt.
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Der
Gehäuseabschnitt 32 umfasst
im Allgemeinen einen radial ausgerichteten, ringförmigen Bund 48 und
einen integrierten Ring 50, der sich im Allgemeinen axial
von einer ersten Passfläche 50 von Bund 48 aus
erstreckt. Bund 48 umfasst eine axiale Öffnung 54, die sich
durch die erste Passfläche 52 und
die gegenüber
liegende zweite Passfläche 56 erstreckt
und eine Größe besitzt,
die die des axialen Abschnitts 16 übersteigt, und in der am meisten
bevorzugten Form von einer Größe ist,
die im Allgemeinen gleich der Fläche 18 des
axialen Abschnitts 14 ist. Eine Schulter 58 erstreckt
sich in die Öffnung 54 hinein,
die im Allgemeinen sich mit Fläche 56 deckt und
von einer axialen Länge
ist, die beträchtlich
kleiner als die axiale Länge
von Öffnung 54 ist.
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Eingabe 12 ist
durch ein Lager 60 drehbar an dem Gehäuseabschnitt 32 montiert.
Insbesondere umfasst Lager 60 eine innere Laufbahn, die
von einem axialen Abschnitt 16 aufgenommen wird und ein inneres
Ende hat, das im Allgemeinen gegen einen axialen Abschnitt 14 und
die Zwischenfläche 24 stößt. Lager 60 umfasst
ferner eine äußere Lauffläche, die
von Öffnung 54 aufgenommen
wird und ein äußeres Ende
hat, das gegen die Schulter 58 stößt. Die Außenfläche von Bund 48 deckt
sich mit der Außenfläche von
Ring 50 und besitzt in der am meisten bevorzugten Form
eine Form von einer Größe, die
im Allgemeinen der Außenfläche 42 von
Gehäuseab schnitt 30 entspricht.
Bund 48 umfasst eine ringförmige Kolbenkammer 62,
die eine sich axial erstreckende Innenfläche 64 von einer radialen
Größe hat,
die die von Öffnung 54 übersteigt,
und eine sich axial erstreckende Außenfläche 66 von einer radialen
Größe hat,
die die von Fläche 64 übersteigt.
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Ring 50 umfasst
eine erste sich axial erstreckende Innenfläche 68 von einer radialen
Größe, die mit
der von Fläche 66 übereinstimmt.
Axial nach innen zu vom Flächenabschnitt 68,
und mit gleicher Ausdehnung wie dieser, befindet sich ein zweiter,
dazwischen gelegener, innerer Reibungsflächenabschnitt 70,
der sich unter einem nichtparallelen Winkel zur Achse der Eingabe 12 und,
in der am meisten bevorzugten Form, unter einem Winkel in der Größenordnung
von 10° zur
Achse von Eingabe 12 erstreckt. In der am meisten bevorzugten
Form erstreckt sich der Flächenabschnitt 70 radial
nach innen zur Achse von Eingabe 12, wenn man 2 von links
nach rechts betrachtet. Axial nach innen zu vom, und mit gleicher
Ausdehnung wie der, Flächenabschnitt 70 liegt
ein dritter, sich axial erstreckender Innenflächenabschnitt 72 von
einer radialen Größe, die
die von Flächenabschnitt 68 übersteigt
und im Allgemeinen gleich der Schulter 47 von Gehäuseabschnitt 30 ist
und zur Aufnahme in derselben gedacht ist. Gewindebohrungen 76 erstrecken
sich axial durch Ring 50 und Bund 48 von Gehäuseabschnitt 32 und
mit radialem Abstand und an einem Ort, der den Öffnungen 44 von Gehäuseabschnitt 30 entspricht. Die
Gehäuseabschnitte 30 und 32 werden
in ihrer Position durch Schrauben 78 gehalten, die sich
durch Öffnungen 44 erstrecken
und in die Bohrungen 76 geschraubt sind. Die Gehäuseabschnitte 30 und 32 werden
in axialer Position relativ zueinander durch die Aufnahme des Flächenabschnitts 70 und
das freie Ende von Ring 50 des Gehäuseabschnitts 32 in der
Schulter 47 des zylindrischen Elementes 36 von Gehäuseabschnitt 30 festgehalten.
Es werden geeignete Vorkehrungen im Gehäuseab schnitt 30 zur
Einführung
von Flüssigkeit
unter Druck in die Kolbenkammer 62 im Gehäuseabschnitt 32 getroffen.
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Bremse 10 umfasst
ferner eine ringförmige Reibungspassfläche 82 von
im Allgemeinen Keilform. Insbesondere umfasst die Reibungspassfläche 82 eine
erste sich radial erstreckende Fläche 84 von einer radialen
Größe, die
im Allgemeinen gleich Fläche 26 und
Flächenabschnitt 70 ist,
aber etwas kleiner als dieselben und zur Aufnahme zwischen denselben
ausgelegt ist. Die Reibungspassfläche 82 umfasst ferner
einen Außenfläche 86,
die sich von der Fläche 84 aus
erstreckt und von einer radialen Form und Größe ist, die der des Flächenabschnitts 70 entspricht
und durch Reibung mit derselben verbunden ist und an dieselbe grenzt.
Reibungspassfläche 82 umfasst
auch eine Innenfläche,
die einen ersten Flächenabschnitt 88 umfasst,
der sich von Fläche 84 aus
erstreckt und von einer radialen Form und Größe ist, die der der Fläche 26 entspricht
und durch Reibung mit derselben verbunden ist. Die Innenfläche von
Reibungspassfläche 82 umfasst
auch einen zweiten Flächenabschnitt 90,
der sich axial vom Flächenabschnitt 88 aus
nach innen erstreckt. Die Reibungspassfläche 82 umfasst ferner
eine zweite, sich radial erstreckende Fläche 92, die sich zwischen
den inneren Enden von Fläche 85 und
dem Flächenabschnitt 90 erstreckt.
Fläche 86 und
Flächenabschnitt 88 haben
daher einen wachsenden Abstand mit steigendem radialem Abstand von
Fläche 84 und
haben einen sich verringernden radialen Abstand mit steigendem Abstand
von Fläche 92.
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Bremse 10 umfasst
ferner geeignete Vorkehrungen zum Bewegen der Reibungspassfläche 82 zwischen
einer im Eingriff befindlichen Position und einer entkoppelten Position.
In der am meisten bevorzugten Form wird die Reibungspassfläche 82 dadurch
in eine im Eingriff befindliche Position bewegt, dass sie durch
eine Druckfeder 94 vorgespannt wird, die sich axial zwischen
der Fläche 92 der
Reibungspassfläche 82 und
Fläche 37 von
Gehäuseabschnitt 30 erstreckt
und neben der Innenfläche
des zylindrischen Elementes 36 positioniert ist.
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In
der am meisten bevorzugten Form wird die Reibungspassfläche 82 durch
einen Ringkolben 100, der verschiebbar von einer Kolbenkammer 62 aufgenommen
wird, in eine entkoppelte Position bewegt. In der am meisten bevorzugten
Form hat der Kolben 100 L-förmige radiale Querschnitte,
die einen Kolbenkörper 102 umfassen,
der Innen- und Außenflächen hat,
welche den Flächen 64 und 66 entsprechen und
verschiebbar in denselben aufgenommen werden. Geeignete Dichtungsvorkehrungen,
wie zum Beispiel O-Ringe, wie gezeigt, werden zwischen Kolbenkörper 102 und
-kammer 62 vorgesehen. Kolben 100 umfasst ferner
einen ringförmigen
Flansch 104, der sich axial von Körper 102 aus erstreckt,
wobei der ringförmige
Flansch 104 eine Außenfläche hat,
die sich mit der Außenfläche von
Körper 102 deckt
und denselben radialen Abstand hat und von einer maximalen radialen
Größe ist,
die im Allgemeinen gleich der des Flächenabschnitts 68 ist
und verschiebbar in demselben aufgenommen wird. Flansch 104 hat
eine radiale Größe, die
kleiner als die von Körper 102 ist und
die kleiner als Fläche 26 und
Flächenabschnitt 70 ist
und zwischen denselben aufgenommen wird. Flansch 104 endet
in einem freien Ende zum Anstoßen
an die sich radial erstreckende Fläche 84 der Reibungspassfläche 82.
Flansch 104 ermöglicht
dem Körper 102,
eine größere Querschnittsfläche in der Kolbenkammer 62 zur
Erzeugung von Kraft durch den Flüssigkeitsdruck
zu besitzen, während
gleichzeitig der radiale Abstand zwischen Fläche 26 und dem Flächenabschnitt 70 und
die radiale Ausdehnung von Fläche 84 und
von Reibungspassfläche 82 minimiert
werden. Bei Einführung
von Flüssigkeit
in Kammer 62 gleitet Kolben 100 axial relativ
zum Gehäuseabschnitt 32 unter
Flüssigkeitsdruck,
um die Reibungspassfläche 82 von
der im Eingriff befindlichen Position gegen die Vorspannung von
Feder 94 in die entkoppelte Position zu bewegen. Die axiale Bewegung
von Reibungspassfläche 82 durch
Kolben 100 wird durch das Anstoßen von Fläche 92 an das freie
Ende des zylindrischen Elementes 36 von Gehäuseabschnitt 30 begrenzt.
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Nach
der Darstellung der Grundkonstruktion von Bremse 10 können eine
bevorzugte Anwendung und einige der Vorteile von Bremse 10 erläutert werden.
Insbesondere erstreckt sich Welle 21 von Servomotor 96 axial
in die Axialbohrung 20 hinein und wird in derselben befestigt.
In der am meisten bevorzugten Form, bei der Welle 21 eine
aus einer Reihe von unterschiedlichen Größen und Formen sein kann, und
um zu ermöglichen,
dass zur leichteren Herstellung von Eingabe 12 Bohrung 20 eine
Normgröße besitzt,
wird eine dehnbare Kupplung 106 verwendet, um Welle 21 in
Bohrung 20 zu befestigen. Insbesondere umfasst Kupplung 106 erste
und zweite Komponenten, die relativ zueinander axial beweglich sind, wie
zum Beispiel durch Verwendung einer schraubbaren Verbindung, mit
der eine axiale Außenfläche zur
nicht verschiebbaren Aufnahme in Bohrung 20 und eine axiale
Innenfläche
zur nicht verschiebbaren Aufnahme einer Eingabewelle 21 von
welcher Größe und Form
auch immer bereitgestellt wird. Insbesondere wird Welle 21 eingeführt, während Kupplung 106 wiederum
in Bohrung 20 eingeführt
wird, wobei sich Kupplung 106 im nicht ausgedehnten Zustand befindet.
Servomotor 96 und Bremse 10 werden relativ zueinander
bewegt, wobei der Führungszapfen 98 in
Vertiefung 40 aufgenommen wird, bis Passfläche 39 von
Gehäuseabschnitt 30 an
die Passfläche
von Servomotor 96 radial nach außen vom Führungszapfen 98 anstößt. Zu diesem
Zeitpunkt kann ein Schraubenschlüssel
oder ähnliches
Werkzeug durch den Werkzeugkanal 45 eingeführt werden,
um Kupplung 106 in ihren gedehnten Zustand zu überführen und
dadurch Welle 21 in der Axialbohrung 20 sicher zu
befestigen.
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Es
versteht sich, dass die Ausrichtung zwischen Bremse 10 und
Servomotor 96 durch das Aufnehmen von Welle 21 (und
Kupplung 106 in der am meisten bevorzugten Form) in Bohrung 20 erreicht wird.
Insbesondere ist es nicht notwendig, dass Vertiefung 40 verschiebbar
am Führungszapfen 98 mit einer
engen Toleranz für
Ausrichtungszwecke aufgenommen wird. Tatsächlich ist in der am meisten
bevorzugten Form Vertiefung 40 normalerweise größer als
Führungszapfen 98,
wie groß und
von welcher Form auch immer der bestimmte Servomotor 96 ist. Daher
braucht Vertiefung 40 nicht maschinell bearbeitet oder
anderweitig modifiziert zu werden, um zu der bestimmten Größe und Form
von Führungszapfen 98 eines
bestimmten Servomotors 96 zu passen, vielmehr ermöglicht Vertiefung 40,
dass der Gehäuseabschnitt 30 eine
universelle Standardausführung ist,
die unabhängig
von dem bestimmten Servomotor 96 ist, an dem Bremse 10 angebracht
werden soll.
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Nachdem
Welle 21 zur Bohrung 20 ausgerichtet wurde, können die
Schrauben 108 in die Schlitze 46 eingeführt und
in die Gewindebohrungen in der Passfläche von Servomotor 96 eingeschraubt werden
oder durch Muttern im Fall von glatten Bohrungen befestigt werden.
Ein Schraubenschlüssel oder ähnliches
Werkzeug kann zwischen Passfläche 37 von
Scheibe 34 und dem freien Ende von Ring 50 zum
Zweck des Anziehens der Schrauben 108 eingeführt werden.
In dieser Hinsicht können
die Schrauben 108 in den Schlitzen 46 in einer
radialen Position platziert werden, die den radialen Positionen
der Bohrungen von Servomotor 96 entspricht. Insbesondere
könnten
die Bohrungen von Servomotor 96 unterschiedliche radiale
Abstände
von der Welle 21 entsprechend dem jeweiligen Hersteller
von Servomotor 96 haben. Daher brauchen die Schlitze 46 oder
die Scheibe 34 nicht maschinell bearbeitet oder anderweitig
modifiziert zu werden, damit sie zu den speziellen Stellen der Bohrungen
eines bestimmten Servomotors 96 passen, vielmehr ermöglichen
die Schlitze 46, dass der Gehäuseabschnitt 30 eine
universelle Standardausführung
besitzt, unabhängig von
dem bestimmten Servomotor 96, an den Bremse 10 angesetzt
wird.
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In
der am meisten bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung umfasst
Passfläche 56 von
Gehäuseabschnitt 32 einen
Führungszapfen 110 zur Aufnahme
von Komponente 23 und Bohrungen 112 zur Aufnahme
von Schrauben zum Befestigen von Komponente 23 an Gehäuse 28 von
Bremse 10. Obwohl es für
Eingabe 12 und Gehäuseabschnitt 32 vorteilhaft
wäre, in
allen Anwendungen universell zu sein, kann es wünschenswert sein, die Passfläche 56,
um den Führungszapfen 110 einzuschließen, und Gewindebohrungen 112,
damit sie dem Führungszapfen 98 entsprechen,
und die Bohrungen des bestimmten Servomotors, an den Bremse 10 angebaut wird,
maschinell zu bearbeiten. Analog kann es wünschenswert sein, den Wellenabschnitt 16 axial
nach außen
von Lager 60 maschinell zu bearbeiten, damit er der Größe und Form
von Welle 21 des bestimmten Servomotors, an den Bremse 10 angebaut
wird, entspricht. Daher würden
der axiale Abschnitt 16 und die Passfläche 56 dieselbe Verbindungskonfiguration
mit Komponente 23 zeigen, wie Servomotor 96, wenn Bremse 10 nicht
vorhanden wäre.
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Reibungspassfläche 82 stellt
eine Zwischenfläche
zwischen Eingabe 12 und Gehäuse 28 mit Keilwirkung
bereit. Diese Keilwirkung erzeugt einen mechanischen Vorteil bei
der Erhöhung
des Drehmomentes, das durch Eingabe 12, Gehäuse 28 und Passfläche 82 übertragen
werden kann, im Vergleich zur Größe der Vorspannkraft,
die von Feder 94 erzeugt wird. Speziell führt eine
solche Keilwirkung zu einer viel größeren Kraftübertragung, als wenn lineare
Flächen
einfach aneinander stoßen
würden,
wie zum Beispiel bei der konventionellen eben Platte oder der Steuervorrichtung
vom konischen Typ.
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Außerdem bietet
die Keilwirkung, die von einer keilförmigen Reibungspassfläche 82 erzeugt wird,
mehrere Vorteile. Erstens kann die Kraft von Feder 94 minimiert
werden, während
sie immer noch für die
geforderte Drehmomentüber tragung
sorgt, die bei der am meisten bevorzugten Form einen Wert besitzt,
der ausreicht, um den Servomotor 96 zum Stillstand zu bringen.
Die axiale Ausdehnung von Bremse 10 kann ebenfalls minimiert
werden. Noch wichtiger ist jedoch, dass die radiale Ausdehnung von Bremse 10 minimiert
werden kann und in der am meisten bevorzugten Form im Allgemeinen
der radialen Ausdehnung von Servomotor 96 entspricht. Weiterhin
kann die Fläche 26 radial
nach innen angeordnet werden, um die radiale Ausdehnung von Zwischenfläche 24 zu
minimieren. Dies ist für
die Minimierung des Abstandes der Masse von Eingabe 12 von
der Drehachse und damit der Trägheitskräfte, die auf
den Servomotor 96 ruhen, wichtig. Ferner spielt die integrierte
Fertigung von Eingabe 12 eine wichtige Rolle bei der Minimierung
der Gesamtmasse, die vom Servomotor 96 in Drehung versetzt
wird und daher bei der Minimierung der Trägheitskräfte, die auf den Servomotor 96 wirken.
Da die Trägheitskräfte von
der Größe der Masse,
die in Drehung versetzt wird, und vom Abstand der Masse von der
Rotationsachse abhängen,
minimiert die Bremse 10 die Trägheitskräfte, was beim Anlaufen und
Anhalten des Servomotors 96 beim normalen Betrieb wichtig
ist. Neben der Reduzierung der Trägheitskräfte ist die integrierte Herstellung
von Eingabe 12 einfacher und kostengünstiger und führt zu einer
steiferen Komponente, als wenn Eingabe 12 aus mehreren
Teilen hergestellt werden würde.
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Es
versteht sich, dass auf Grund der Keilwirkung, die durch Reibungspassfläche 82 bereitgestellt wird,
die Reibungspassfläche 82 einem
beträchtlichen
Verschleiß beim
normalen Betrieb ausgesetzt ist. Daher wird Bremse 10 in
ihrer entkoppelten Position durch das Einbringen von Flüssigkeitsdruck
in Kammer 62 beim normalen Betrieb von Servomotor 96 gehalten
und wird in ihre im Eingriff befindliche Position nur in statischen
Situationen gebracht, wie zum Beispiel beim Parken von beweglichen
Komponenten, oder in Notsituationen, um den Verschleiß von Reibungspassfläche 82 zu
minimieren.
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Viele
Erweiterungen und Abwandlungen sind für Fachleute auf dem Gebiet
offensichtlich. Zum Beispiel umfasst Bremse 10 in der am
meisten bevorzugten Form mehrere einmalige Charakteristika, und man
glaubt, dass eine solche Aufnahme synergistische Ergebnisse erzeugt.
Es ist jedoch zu erkennen, dass solche Merkmale getrennt oder in
einer Reihe von anderen Kombinationen genutzt werden können. Beispielsweise
könnte
Gehäuse 28,
einschließlich Scheibe 34,
das von einer universellen Standardkonstruktion ist, unabhängig von
dem bestimmten Servomotor 96, an dem Gehäuse 28 befestigt
werden soll, in anderen Arten von Drehsteuerungsvorrichtungen verwendet
werden, einschließlich,
ohne darauf beschränkt
zu sein, linearer Flächenanpassungstypen.
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In ähnlicher
Weise wird Bremse 10 in der am meisten bevorzugten Form
als durch Flüssigkeit
entkoppelt gezeigt. Bremse 10 könnte jedoch auf andere Weise
betätigt
werden, einschließlich,
ohne darauf beschränkt
zu sein, auf elektrische Weise. Da die Kraft von Feder 94,
die zur Erzeugung der gewünschten
Kraftübertragung
benötigt
wird, auf Grund der Keilwirkung, die in der bevorzugten Form der
vorliegenden Erfindung erzeugt wird, minimiert ist, ist es in dieser
Hinsicht einfacher, Bremse 10 an andere Formen der Betätigung anzupassen,
einschließlich
derjenigen, die ein geringeres Niveau der Betätigungskraft erzeugen.
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Obwohl
in der am meisten bevorzugten Form zum Stoppen der Drehung von Eingabe 12 gezeigt, können ferner
andere Formen von Vorrichtung 10 zur Steuerung der Rotation
konstruiert werden.
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Ferner
kann es wünschenswert
sein, Vorkehrungen für
die Bereitstellung eines elektrischen Signals einzubeziehen, das
eine Anzeige für
die Position der Reibungspassfläche 82 liefert.
Speziell, und besonders bei Park- oder Notanwendungen, könnte solch
ein Signal eine Kontrollleuchte einschalten, um für eine Sichtanzeige
zu sorgen und/oder ein akustisches Signal ertönen lassen, um für eine hörbare Anzeige
des Zustandes von Bremse 10 zu sorgen.