(57)【要約】  本発明は、鋼材で作られた２つの摩擦リング（１１，１２）を互いに平行で間隔を開けて配置した１つのハブ（１０）を備える、組み立てられた波状ブレーキディスク（１）に関する。この組み立てられた波状ブレーキディスクは高い機械的負荷能力をもち、かつ内部通風が良く、軸線方向に働くパッドの接触圧力（１４）を吸収するために支持ボルト（１３）が２つの摩擦リング（１１，１２）の間に設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材で作られた２つの摩擦リング（１１，１２）を互いに間隔を開けて平行に配置した１つのハブ（１０）を備え、軸線方向に働くパッドの接触圧力（１４）を吸収するために支持ボルト（１３）が前記摩擦リング（１１，１２）の間に設けられて組み立てられたシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項２】
前記摩擦リング（１１，１２）は前記支持ボルト（１３）の末端が挿入される穴（１５）を備えることを特徴とする請求項１に記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項３】
前記支持ボルト（１３）は回転対称に設計され、中央部（１３ａ）及び末端部ピン（１３ｂ）を備え、特に前記中央部（１３ａ）の直径は前記末端部ピン（１３ｂ）よりも小さいことを特徴とする請求項１もしくは２に記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項４】
前記支持ボルト（１３）と前記摩擦リング（１１，１２）との間の接続が、圧入接続、はんだ付け接続、溶接接続、リベット接続、接続ねじ（１６）を備えたねじ接続、の少なくともいずれかの一つでなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項５】
前記はんだ付け接続が高温はんだ付けで、前記溶接接続がレーザービーム溶接もしくは電子ビーム溶接で、少なくとも一方がなされることを特徴とする請求項４に記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項６】
冷却要素は前記摩擦リング（１１，１２）の間に配置され、配置は溶接もしくははんだ付けで、特に少なくとも１つの前記摩擦リング（１１，１２）の内側になされることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項７】
前記摩擦リング（１１，１２）は明確でない接続と明確な接続との少なくとも一方で前記ハブ（１０）に配置され、特に前記摩擦リング（１１，１２）はスライドブロック（１８）と接続ねじ（１７）とで前記ハブ（１０）に接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項８】
前記摩擦リング（１１，１２）は、前記ハブ（１０）に設けられた凹部（２０）とかみ合う、径方向内側を向いた突起（１９）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項９】
前記摩擦リング（１１，１２）の半径方向内側の部分の外側と接する少なくとも１つの締め付けリング（２１）を備え、
接続ねじ（１７）は、締め付けリング（２１）及び、少なくとも前記ハブ（１０）の一部もしくは前記ハブ（１０）に組み込まれている部分を貫通し、特に、前記接続ねじ（１７）のねじ頭と前記摩擦リング（１１，１２）との間もしくは、前記接続ねじ（１７）のナットと前記摩擦リング（１１，１２）との間の少なくとも一方にセラミックワッシャー（２２）を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項１０】
内列の支持ボルト（１３’）は、前記接続ねじ（１７）が伸展する軸線方向通路（２４）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【請求項１１】
カム（２５）は前記ハブ（１０）に組み込まれ、前記カム（２５）は前記摩擦リング（１１，１２）との間で半径方向外側に伸展し、前記接続ねじ（１７）が貫通することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のシャフトブレーキディスク（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの摩擦リングを互いに間隔を開けて平行に配置した１つのハブを備える組み立てられたシャフトブレーキディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
組み立てられたシャフトブレーキディスクは特に鉄道車両に用いられ、複数の個別の構成要素からシャフトブレーキディスクの構築された形を組み立てることができる。
【０００３】
組み立てられたシャフトブレーキディスクとは、少なくとも２つの構成要素を組み合わせたシャフトブレーキディスクを意味する。ここで、組み立てられたシャフトブレーキディスクは、特に、一体物や互いが一体成形されるのではない２つの摩擦リングを有する。例えば、周知の鋳造法で個別に作られ、一体に形成せず、かつ互いに同一の構造をもち、好ましくは他の構成要素を用いて摩擦リングのペアに組み立てられる。この場合、一つの独立した部品であるハブを組み立てられた摩擦リングのペアに組み込むことができる。
【０００４】
既知の例として、シャフトブレーキディスクは、２つの摩擦リングを互いに間隔を開けて平行に配置した１つのハブを備えたものがある。軸線方向に働くパッドの接触圧力を吸収するための支持ボルトは摩擦リングの間で伸展することができる。特に、重い鉄道車両の場合、ブレーキの連結部分によりブレーキパッドを介して摩擦リングのペアに働くパッドの接触圧力はとても強い力になりうる。このことから、実現的なシャフトブレーキディスクは、支持ボルトとともに摩擦リングの間に、充分固くかつ高い機械的負荷能力をもつが必要がある。
【０００５】
それに加えて、放熱性が良い事が必要になり、それは多くの場合にはシャフトブレーキディスクの軸線方向の気流が発生することで提供されるが、例えばハブ側に流れてさらに放射状に外側に流れる気流が挙げられる。このように空気が通り抜けることで、ブレーキディスクは熱交換により冷却されうる。そして、回転軸でシャフトブレーキディスクが回転することで空気の流れが生じる。特に鋳造されたシャフトブレーキディスクの場合では、摩擦リング間の鋳物について、ラジアルファンの形状をシミュレーションして、シャフトブレーキディスクの対応する気流が得られる事が知られている。
【０００６】
半径方向の通風タイプと接線方向の通風タイプの、おおむね2種類の通風が知られている。シャフトブレーキディスクが摩擦リング間に支持ボルトを備える場合、それら支持ボルトはどちらかと言うと接線方向の通風をもたらす。支持ボルトの表面はシャフトブレーキディスクの回転で生じる接線方向の通風にさらされ、結果、支持ボルトは熱交換が起こり、放熱される。ここで、放射状の構造のラジアルファンと同様に、径の内から径の外へとわずかな気流が起こりうる。しかしながら、実質上軸線方向の気流が得られ、この効果はほんの付随的な効果に過ぎない。ここで重要なことは、大きく放熱するように、支持ボルトの配置と大きさを最適にする事である。
【０００７】
組み立てられたシャフトブレーキディスクには、特にセラミックス材料で作られた摩擦リングを備えたセラミックスブレーキディスクが知られているが、一般的には炭素材料の摩擦リングが知られている。そのような非金属ブレーキディスクのハブはしばしば鋼材で作られ、摩擦リングを受けるために、セラミックス材料もしくは炭素材料と金属のハブとの間が熱で歪まないように、精巧な接続形状が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許第１９５０７９２２（Ｃ２）号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９５４３７９９（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
炎で板を切り抜くという簡単な方法で作られ得る摩擦リングを用いて、１つのハブに、互いに間隔を開けて平行に配置した２つの摩擦リングから成る、組み立てられたシャフトブレーキディスクが特許文献１で知られている。摩擦リングの内側の冷却を改善するために、摩擦リング間にファン挿入部材が位置している。しかしながら、ブレーキ操作によって軸線方向に働くパッドの接触圧力を受けるためには、示されているファン挿入部材は不適切である。摩擦リングのブレーキパッドを介してブレーキキャリパーに生じる軸線方向に働く力は、摩擦リングの連結部分を介してハブに吸収されなければならないからである。このような理由で、どちらかと言うと低い機械的負荷能力のシャフトブレーキディスクの形状となる。
【００１０】
特許文献２から他にも組み立てられたシャフトブレーキディスクが知られており、それは炭素材料で作られた摩擦リング間に、軸線方向に働くパッドの大きな接触圧力を吸収するための支持ボルトが設けられている。ここで、ボルトは軸つばを含んでおり、その結果、パッド接触圧力を確実に伝えることができる。そのような構造物として、セラミックス材料もしくは炭素材料で作られた摩擦リングを備える組み立てられたシャフトブレーキディスクが知られている。シャフトブレーキディスクの構築された形は、特に炭素材料でできた摩擦リング間の接続部に、一般的に鋼材できたハブを確実に接続するために使われるが、単純な方法は使われない。従って、ねじ接続法や、他の明確でない接続法や明確な接続法で接続する技術が用いられており、摩擦リングとハブとの間の組み付けられたつなぎ目は、鋼材でできたハブと、セラミックスあるいは炭素材料でできた摩擦リングとの間の熱膨張の差を打ち消す、例えば溝付きナットといった他の要素がしばしば付け加えて用いられる。
【００１１】
それゆえ本発明の目的は、高い機械的負荷に耐えることができ、かつ内部通風が良い、鋼材の摩擦リングを備える組み立てられたシャフトブレーキディスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
組み立てられたシャフトブレーキディスクを元に、上記目的は先行文献を鑑み、請求項１に記載の特徴を有する１つのハブと摩擦リングとを備える本発明によって達成される。本発明のさらなる応用は従属請求項に記載される。
【００１３】
本発明は、鋼材で作られた２つの摩擦リングを互いに間隔を開けて平行に配置した１つのハブを備え、軸線方向に働くパッドの接触圧力を吸収するために支持ボルトが摩擦リングの間に設けられて組み立てられたシャフトブレーキディスクの技術的教示を含む。
【００１４】
ここで、摩擦リングはハブとは無関係に組み立てられて単独で作られ、支持ボルトと共に共同で摩擦リングのペアを形成することができる。この組み立てられた摩擦リングのペアは、既知の方法でハブに連結されることができ、同様にハブは独立した構成要素である。つまり、摩擦リングとハブは、互いに独立して作られ、独立して供給される。ハブに対して摩擦リングのペアを交換する際に、上記の事は何よりもまして利点をもつ。
【００１５】
組み立てられたシャフトブレーキディスクは、つまり、少なくとも１つのハブと鋼材でできた２つの摩擦リングと多数の支持ボルトとから形成され、多くの個別の部品を備える。セラミックもしくはカーボンで作られたブレーキディスクの製造に類似し、カーボンブレーキとして知られるものも同様に、本発明のシャフトブレーキディスクも、機能に必要不可欠な部品が鋼材で作られている組み立てられたブレーキディスクとして供給され得る。例えば、レーザー切断法や、水ジェット切断法や、他の熱または砥粒切削法で、特に鋼板を切り抜いて摩擦リングが作られ、さらに機械的切断で鋼板を切り抜くことでも摩擦リングは作られる。ボルトはどんな素材からも生産されることができるが、鋼材が好ましい。シャフトブレーキディスクが取り付けられるシャフトとの熱膨張によるひずみを回避するために、ハブは特に鋼材で作り出されることができる。
【００１６】
その結果、本発明の組み立てられたシャフトブレーキディスクによれば、多様な部品をモジュラーシステムの方法で組み立てられて提供される。自由に材料を選択する事に加えて、摩擦リングのペアとハブとのうち少なくとも一方の構造を自在に変えられる事も有利である。これにより、摩擦リングのペアはとても素早く周囲の状況の変化に対応でき、摩擦リングのペアを素早く交換でき、１つのハブから種類の異なる摩擦リングのペアの取り付けと取り外しを行う。
【００１７】
しかしながら、摩擦リングは特に鋼材で作られ、シャフトブレーキディスクの個々の構成要素を熱的負荷及び機械的負荷の点で最適化するために、少なくとも支持ボルトは材料を自由に選択することができる。最後に、厳密に言えば、鋳造では製造できない構造のものを用いることが出来るので、シャフトブレーキディスクの重量はさらに最適化できる。
【００１８】
有利なことに、摩擦リングは支持ボルトが端部で挿入される柱を備える事が出る。支持ボルトは回転対称で、中央部と末端にピンとを備えるようデザインしうる。シャフトブレーキディスクの組み立てる際、支持ボルトの末端のピンは摩擦リングの穴に挿入されうる。この場合、ピンの長さがシャフトブレーキディスクの厚さを決定づけ、例えば８０ｍｍにできる。
【００１９】
支持ボルトの中央部の直径は末端のピンの直径よりも大きくすることができ、もしくは、支持ボルトの中央部の直径は末端部ピンの直径よりも小さくデザインすることができる。特に、中央部の直径を小さくした支持ボルトを備える事が有利になり得る。これはプレートの許容範囲を調整する働きをする。さらに、溶接の継ぎ目を検査できる。さらに、摩擦リングの厚さが、さらなる機械加工なしに補正され得る。
【００２０】
支持ボルトと摩擦リングとの間の接続、特に摩擦リングの穴に挿入される末端のピンとの間の接続は、圧力ばめ接続法、はんだ付け接続法、溶接接続法、もしくは、リベット接続法でなされ得る。最後に、接続ねじを用いたねじ接続法でも利点をもって接続できる。支持ボルトと摩擦リングとの間の接続がはんだ付け接続でなされるならば、例えば、高温はんだ付けもしくはろう付けで行われ得る。ここで、はんだ付けの温度は、ブレーキディスクが通常稼働時で生じない温度でされ得る。
【００２１】
支持ボルトと摩擦リングとの間の接続が溶接接続法でなされる場合、例えば、レーザービーム溶接法、電子ビーム溶接法、あるいは他の可能な溶接法でなされ得る。特に電子ビーム溶接法では、接続する構成要素への加熱が最小限なため、溶接中に最小限の熱変形のみが特に摩擦リングに生じうり、これがこの方法が有利に用いられている理由である。内部通風によって特に効率的に放熱できるように、シャフトブレーキディスクの稼働で摩擦リングに生じる熱が支持ボルトへ伝わり得る事は、本質的に接続を作ることで有利に達成できた。
【００２２】
特に有利には、はんだ付けが、例えば摩擦リングのための熱処理を伴って、高温はんだ付けを同時に、適切な炉で行うことができる事である。この接続方法による利点は、接続工程、すなわち高温はんだ付けに伴って、さらなる構成要素、特に摩擦リングの固化工程も行う事が出来るということである。これにより、以降の機械加工もしくは接続の工程で、これ以上材料特性を変えない最適な材料が作られ、そして、一つの工程で、固化と共に接続を作成する事は、コストの点からも製造の利点も得ら、多数の利点をもつことができる。
【００２３】
冷却要素を摩擦リング間、特に摩擦リングの内側に溶接もしくははんだ付けで配置することも利点である。さらに冷却要素は、摩擦リングの内側にねじ止めされるか、末端にはんだ付けされる。
【００２４】
冷却要素はブレーキディスクの熱容量を増加する。その過程は、熱が摩擦リングから対流によって放出されて冷却要素へ伝達される。つまり、冷却要素により熱伝導表面が拡大し、その結果、より多くのエネルギーが気流に放出することができる。
【００２５】
さらに、シャフトブレーキディスクを通って冷却する気流を促進するように冷却要素は構成され、冷却要素は例えばタービン羽根状の形状をもつ。冷却要素は板状要素になり得、その代わり、もしくは追加で、２つの摩擦リング間に伸展し、かつ２つの摩擦リングを接続する支持ボルトよりも短い長さの支持ボルトを、冷却要素とは別に、摩擦リングの内側に多数配置する事ができる。短い支持ボルトを配置することでさらなる下記の利点が得られる。そのような短い支持ボルトで、冷却能力と放熱との関係を最適化でき、個々の支持ボルトの構造をかなり自由に設計できる。
【００２６】
さらに有利にも、冷却要素の材料は独立して選ぶ事ができる。鋼材と鋳造材料が使用可能である。さらに非鉄金属の、アルミニウム、銅、もしくはそれらの合金も使用可能である。付随して生じる気流も考慮した外側の表面の状態は、熱と気流の機械的特性とに関しても最適化されうる。
【００２７】
内側の列の支持ボルトは接続ねじが伸展できる軸線方向の通路を備えうる。接続ねじは、例えば、一方の摩擦リングに設けられた雌ねじにねじ止めされうるか、もしくは接続ねじがねじ込まれるナットが備えられうる。温度負荷がとても高い場合、接続ねじの末端に取り付けるナットがスリーブを形成しうり、この様にねじ山は温度の影響から切り離されている。さらに、２つのスリーブを用いた場合、設置スペースを設けずに済む。それゆえ、締め付けリング、摩擦リングと特に通路付き支持ボルトとは最大限接触してねじ込まれ、その結果、摩擦リングとハブとの間は特に堅く接合される。この変形では、さらにナットが用いられている。
【００２８】
カムは、ハブに一体成形されうり、半径方向外側に向き、摩擦リング間に伸展し、そして接続ねじが貫通する。ブレーキモーメントは、カムを介して摩擦リングからハブへ伝わることができる。カムが備えうる凹部に、鋼材もしくは鋳鉄を通常に焼き入れ及び焼き戻して作られうるねじ溝ナットが挿入されうる。ハブと摩擦リングとの間で半径方向の熱膨張による差異を打ち消すために、特にねじ溝ナットはカムの凹部で半径方向の小さな可動性を持ちうる。
【００２９】
さらに、摩擦リングは、半径方向内側を向き、ハブに設けられた凹部にかみ合う突起を備えうる。それゆえ、特にハブの摩擦リングから作用するブレーキのモーメントを伝えるために、確実な接続がなされる。
【００３０】
摩擦リングの半径方向内側の領域の外面に接触する締め付けリングを備えられる。ここで、接続ねじは締め付けリングまで伸展しうり、少なくともハブの一部もしくはハブに一体成型されている部分を貫通する。特にセラミックワッシャーは、接続ねじのねじ頭と摩擦リングとの間もしくは、接続ねじのねじ溝ナットと摩擦リングとの間に配置されるように備えることができる。つまり、摩擦リングで生じるより高い温度が直接ハブに伝わらないように遮熱層が設けられる。締め付けリングは接続ねじが曲がらないよう機能し、締め付けリングは熱膨張率の低い材料で作られうる。この手段によってさらに摩擦リングからハブへの熱伝達を最小限にすることができる。
【００３１】
摩擦リングとハブとの確実な接続は、さらに摩擦リングのペアを分割した変形にも適している。この目的を達成するために、摩擦リングのペアの分割面は、半径方向内側を向いた突起の中央に位置しうる。それに基づき、定義づけられる構成要素の分割摩擦リングに作用する遠心力は、カムを介してハブに伝達されうる。したがって、半分に分割した摩擦リング２つを連結しうる分割ねじ接続部は、より小さなりうる。
【００３２】
最後に、確実な接続の使用は、現在使用されている接続と比べて、より大きな直径のハブの使用を可能にする。この場合、ブレーキのモーメントはハブと摩擦リングとの確実な接続を介して伝わり、ブレーキのモーメントを伝える他の実施形態で接続要素が省略されるからである。これにより、設置スペースは節約され、ハブの直径を拡大するために用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】部分的に組み立てられた状態のシャフトブレーキディスクの１番目の代表的な実施形態の詳細の透視図である。
【図２】図１に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態の組み立てられた状態の説明図である。
【図３】摩擦リングのペアがハブに取り付けられた状態の図１及び２に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態の横断面図である。
【図４】図１〜３に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、摩擦リングのペアを形成する摩擦リングの透視図である。
【図５】図１〜４に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、ハブの透視図である。
【図６】シャフトブレーキディスクの２番目の代表的な実施形態の詳細の透視図である。
【図７】図６に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、摩擦リングのペアがハブに取り付けられた状態の横断面図である。
【図８】図６及び７に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、摩擦リングのペアを形成する摩擦リングの透視図である。
【図９】図６〜８に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、ハブの透視図である。
【図１０】シャフトブレーキディスクの3番目の代表的な実施形態の詳細を示した透視図である。
【図１１】図１０に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、摩擦リングのペアがハブに取り付けられた状態の横断面図である。
【図１２】図１０及び１１に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、２つの摩擦リングが摩擦リングのペアとなった状態の透視図である。
【図１３】図１０〜１２に示されるシャフトブレーキディスクの代表的な実施形態における、ハブの透視図である。
【図１４】ねじ込みピンを配置した締め付けリングの透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の詳細に関し、好適な実施形態について図の説明と共に下記に記す。異なる実施形態で、わずかに異なる特徴をもち、かつ同じ機能を有する構成要素は、同一の参照番号を付してある。
【００３５】
図１は本発明のハブ１０を備えたシャフトブレーキディスク１の代表的な実施形態の詳細を示しており、１番目の摩擦リング１１と、１番目の摩擦リングと間隔を開けて平行に配置した２番目の摩擦リング１２とで摩擦リングのペアを形成する。シャフトブレーキディスク１は鉄道車両に用いられる。摩擦リング１１及び１２は、外部にブレーキキャリパーで摩擦リング１１及び１２に押し付けられることができるブレーキパッドのための摩擦パートナーである。軸線方向に働くパッドの接触圧力１４を吸収し、静的及び動的な遮蔽による摩擦表面の変形を防ぐために、複数の支持ボルト１３が摩擦リング１１及び１２の間に配置されている。摩擦リング１１及び１２は鋼材で作られ、板材料をレーザー切断法もしくは水ジェット切断法で切り抜いて作られる。
【００３６】
支持ボルト１３は中央部１３ａ及び、中央部１３ａから延設される末端の末端部ピン１３ｂを備える。末端部ピン１３ｂは摩擦リング１１及び１２の穴１５に伸展し、支持ボルト１３と摩擦リング１１及び１２との間を接続する。末端部ピン１３ｂは穴１５にはんだ付け、溶接、接着もしくは圧着される。
【００３７】
示される代表的な実施形態では、直径が末端部ピン１３ｂよりも小さい中央部１３ａの支持ボルト１３を備える。直径が異なる事により、末端部ピン１３ｂを穴１５に接続した後に、接続の継ぎ目を目視検査できる。さらに、プレートの許容される誤差を吸収するために、末端部ピン１３ｂはプレートの厚さよりも長い形状を用いられる。
【００３８】
さらに、接続ねじが貫通し、末端はねじ溝ナット２３でねじ止めされている、他の列の支持ボルト１３’がさらに示されている（詳細は図３を参照）。さらに、接続ねじ１７とナット２３とが締め付けリング２１にねじ止めされ、その結果、接続ねじ１７は曲げ応力を受けない。
【００３９】
接続ねじ１７のねじ組み合わせにおいて、溝３１に挿入されるスライドロック１８をさらに備え、溝３１はハブ１０と一体成形した突起２５に位置している。スライドブロック１８は焼き入れ及び焼き戻しした鋼材で作られており、摩擦リング１１，１２とハブ１０との間の熱伝導を無視できるほどわずかな影響をもつ。
【００４０】
摩擦リング１１と締め付けリング２１との間の熱伝導を減らすために、セラミックもしくは繊維で補強したセラミックで作られたセラミックワッシャー２２が摩擦リング１１と締め付けリング２１との間に位置している。あるいは、締め付けリングは低い熱膨張係数をもつ鋼材で作られる。
【００４１】
図２には、図１に示されるハブ１０を備えるシャフトブレーキディスク１のさらなる透視図で、内側の列の軸線方向通路２４を有する支持ボルト１３’が示してある。図１に示された接続ねじ１７は軸線方向通路２４を貫通しうる。ここで、半径方向内側を向いた突起１９を有する摩擦リング１１が示されている。接続ねじ１７が軸線方向通路２４を貫通する際、支持ボルト１３’と摩擦リング１１との間に固定接続が設けられるために、突起１９には通路２４を備える支持ボルト１３’が示されている。支持ボルト１３のさらなる並びに、支持ボルト１３の末端部ピン１３ｂよりも径の小さい中央部１３ａを有し、摩擦リング１１及び１２に接続する支持ボルト１３が示されており、摩擦リング１１と同様に摩擦リング１２は突起１９を有し得る。そして、支持ボルト１３’の反対の端は摩擦リング１２の突起１９に伸展し、その詳細は示されていない。
【００４２】
図３は図１及び２に示されるシャフトブレーキディスク１の代表的な実施形態の横断面図を示している。横断面図には半径方向外側を向いた明確な突起２５を有するハブ１０が示されている。突起２５上によって、摩擦リング１１及び１２の摩擦リングのペアがハブ１０にトルクを伝えるように接続されている。摩擦リング１１及び１２の接続のために、突起２５の穴に伸展する接続ねじ１７が備えられている。さらに、通路付き支持ボルト１３’のそれぞれの通路に接続ねじ１７は伸展し、接続ねじ１７のねじ頭の逆側にねじ溝ナット２３が接続ねじ１７にねじ込まれている。従って、支持ボルト１３’と同様に突起２５と摩擦リング１１及び１２とは、「最大限接触」して接続ねじ１７にねじ込まれて取り付けられている。ねじ溝ナット２３の下には締め付けリング２１が位置し、締め付けリング２１とねじ溝ナット２３との間にはセラミックワッシャー２２が示されている。さらに、摩擦リング１１及び１２の間を伸展する支持ボルト１３が示されている。支持ボルト１３は中空ではなく、貫通孔を有せず、摩擦リング１１及び１２の穴１５に支持ボルト１３の末端部ピン１３ｂが伸展する。支持ボルト１３を備えた摩擦リング１１及び１２との摩擦リングのペアをハブ１０から取り外すには、単に接続ねじ１７をゆるめるだけで済むという有利な点は、示された配置で可能となる。例えば、面倒な摩擦リングペアの交換は、それゆえ簡単に行うことができる。そして、シャフトブレーキディスク１の取り付けられた状況によっては、摩擦リング１１及び１２を有する摩擦リングのペアを交換するために、シャフトからハブ１０を取り外す必要はない。
【００４３】
図４は摩擦リング１１及び１２それぞれの透視図である。摩擦リング１１及び１２は適切な厚さの板材料を、例えばレーザー切断法といった熱切断で切り抜いて別々に作られうる。レーザー切断法では、アシストガスとして特に酸素が適切である。砥粒切削法が用いられ得るのと同様に、例えば水ジェット切断法も用いられうる。摩擦リング１１及び１２のそれぞれの平らな摩擦表面上に、支持ボルト１３が末端部ピン１３ｂで挿入されうる穴１５が示されている。摩擦リング１１及び１２の内側それぞれに半径方向内側を向く突起１９を有し、突起１９には貫通孔２６が設けられており、貫通孔２６に接続ねじ１７が貫通しうる。摩擦リング１１及び１２はそれぞれハブ１０から放射状に広がっており、摩擦リング１１，１２の突起１９はハブ１０のカム２５と同一周上に並ぶ。
【００４４】
最後に、図５がハブ１０の透視図である。ハブ１０は外周に複数の突起２５を備える。突起２５に貫通孔２７が設けられており、貫通孔２７に接続ねじ１７が伸展しうる。貫通孔２７は、摩擦リング１１及び１２の貫通孔２６と支持ボルト１３’の有する軸線方向通路２４との同一周上に並ぶ。いくつかの突起２５に溝３１が設けられ、図１に示されるスライドブロック１８が溝３１に挿入されうる。
【００４５】
図６はさらなるハブ１０を備えるシャフトブレーキディスク１の代表的な実施形態を示している。ハブ１０は半径方向外側を向いたカム２５を備える。摩擦リング１１と接続するために、カム２５は接続ねじ１７を通して導く通路を有し、この様に接続ねじ１７は伸展する。接続ねじ１７のねじ頭の下にセラミックワッシャー２２が配置される。ハブ１０のカム２５に溝３１がフライス切削加工で設けられ、溝３１にスライドブロック１８が挿入される。溝３１は摩擦表面にフライス切削加工で設けられてもよい。ハブ１０のカム２５に溝３１がフライス切削加工で設けられる場合、少なくともハブの半分の高さまで加工できる道具が必要である。この実施形態にも支持ボルト１３が示されており、支持ボルト１３は直径が小さい中央部１３ａと直径が大きい末端部ピン１３ｂとを有し、支持ボルト１３は末端部ピン１３ｂで摩擦リング１１及び１２に接続されている。
【００４６】
図７は図６に示されるシャフトブレーキディスク１の代表的な実施形態の横断面図である。シャフトブレーキディスク１は、摩擦リング１１及び１２の摩擦リングのペアを備える。摩擦リングのペアは、摩擦リング１１及び１２の間に伸展する支持ボルト１３を有する。摩擦リング１１及び１２の摩擦リングのペアをハブ１０に取り付けるために、ハブ１０は半径方向外側に伸展するカム２５を備える。接続ねじ１７はカム２５を貫通し、摩擦リング１１及び１２の穴３６に均等に伸展しうる。接続ねじ１７の自由端にねじ溝ナット２３がねじ込まれると、摩擦リング１１及び１２の間にカム２５は位置して、摩擦リング１１及び１２はハブ１０のカム２５に「最大限接触」してねじ止めされうる。この実施形態にもねじ溝ナット２３の下にセラミックワッシャー２２が示されている。摩擦リング１１及び１２の摩擦リングのペアをハブ１０から取り外す場合、摩擦リングのペアと関連するハブ１０はとても容易に回転できるため、接続ねじ１７が取り外されうる。すなわち、２つの摩擦リング１１及び１２を別々に取り外すことなく摩擦リングのペアをハブ１０から取り外すために、カム２５は凹部２８に軸線方向に貫通しうる。
【００４７】
図８は摩擦リング１１及び１２それぞれの透視図である。摩擦リング１１及び１２には、支持ボルト１３を受ける穴１５が複数設けられている。接続ねじ１７が通るための摩擦リング１１及び１２の穴３６は、半径方向内側を向く突起１９に設けられており、隣り合う突起１９の間には凹部２８が伸展している。既に図６で組み立てられた状態を示したように、突起１９のいくつかは、スライドブロック１８を受ける溝３１がフライス切削加工で設けられる。
【００４８】
最後に、図９は図６からここまでの図で示した代表的な実施形態におけるハブ１０の透視図である。ハブ１０は外側に突き出たカム２５を備え、カム２５は接続ねじ１７が貫通しうる貫通孔２７が設けられている（図７参照）。貫通孔２７は接続ねじ１７のねじ状の軸部が単に貫通するためだけの貫通孔として備えうる。そして、貫通孔３０は、スライドブロック１８を受けるために摩擦リング１１及び１２に設けられた溝３１に対応する。ハブ１０と摩擦リングのペアとの間に生じる寸法の誤差を許容し、かつ、スライドブロック１８を介して摩擦リングのペアを密着させつつ動かすために、貫通孔３０に円筒状のピンを通してもよい。円筒状のピンが通るための貫通孔３０は、例えば、単に接続ねじ１７が貫通するだけの貫通孔２７よりも大きな直径をもつことができる。
【００４９】
図１０は凹部２０を備えるシャフトブレーキディスク１のさらなる代表的な実施形態を示している。凹部２０には、摩擦リング１１及び１２の有する突起１９が挿入される。突起１９は半径方向内側を向き、ポケット状の凹部２０は摩擦リング１１及び１２の突起１９を囲む（摩擦リング１２は透視図に示されていない）。さらに、摩擦リング１１及び１２の間を伸展する支持ボルト１３が示されている。
【００５０】
並んでいるポケット状の凹部２０は軸線方向が塞がれている。このため、摩擦リング１１，１２の軸線方向の動きの自由な度合いはブロックされる。軸線方向に完全に固定するために、締め付けリング３４(図１４を参照)にねじ込みピン３５が溶接もしくははんだ付けされている。ねじ込みピン３５は摩擦リング１１，１２の突起１９内の穴３６とハブ１０の塞がれた部分とを貫通し、ポケット状の凹部２０の後ろにねじ止めされている。これは同時に、摩擦リング１１，１２の一部が損傷しても、後部がねじ込みピンで固定されることを保証する。
【００５１】
あるいは、平らな締め付けリング２１がハブ１０のカム２５に直接ねじ込まれてもよい。ねじ山を保護するために、自己ロックのねじ山、もしくは、ねじ込まれた挿入体、いわゆるねじロックを用いることができる。
【００５２】
摩擦リング１１及び１２を軸線方向に固定するために、締め付けリング２１が軸線方向突起３２を備える代表的な実施形態に示されている。そして、締め付けリング２１をねじ止めするために、締め付けリング２１の穴３３にねじ要素は通りうる。ここで、締め付けリング２１の軸線方向突起３２は軸線方向に互いに締め付けられうる。もしくは、締め付けリング２１が後者とねじ止めされて少なくとも軸線方向に互いに留められうる。つまり、摩擦リング１１及び１２は軸線方向に固定され、摩擦リング１１及び１２のトルクは凹部２０内の突起１９を介してハブ１０に伝えられうる。
【００５３】
図１１は図１０に示されるシャフトブレーキディスク１の代表的な実施形態の横断面図を示している。ハブ１０と摩擦リング１１及び１２の摩擦リングのペアとの間の接続が示されており、摩擦リング１１及び１２の間に支持ボルト１３が伸展する。ハブ１０は穴３３が設けられたカム２５を備える。締め付けリング３４に位置するねじ込みピン３５は、摩擦リング１２の穴３３とハブ１０のカム２５内の穴３３とに貫通しうる。ペアの摩擦リングのうちのひとつの摩擦リング１２を介し、摩擦リングのペアをハブ１０に接続するために、ねじ込みピン３５の末端にナット２３がねじ込まれている。
【００５４】
図１２は、摩擦リング１１及び１２の摩擦リングのペアを示している。下方の摩擦リング１２に穴２９が設けられており、穴２９に締め付けリング３４のねじ込みピン３５が通る。摩擦リング１２の半径方向内側に拡張する突起１９内に穴２９は設けられている。ねじ溝ナット２３に接近しやすくするために、摩擦リング１１の突起１９は摩擦リング１２の突起１９と、例えば３０度の角度でずれて配置されている。これについては図１１を参照のこと。
【００５５】
図１３は図１０からここまでの図に示す代表的な実施形態におけるハブ１０の透視図である。ハブ１０に複数のカム２５が半径方向外側に伸展し、カム２５の一部は軸線方向の突起３２を有し、摩擦リング１１及び１２の突起１９がかみ合いうる中間的な空間が突起３２の間に形成されている。つまり、ブレーキモーメントは、確実に接続された接続を介してカム２５と突起１９との間で伝えられる。締め付けリング３４のねじ込みピン３５を介した摩擦リング１２とハブ１０とのねじ接続は、単にハブ１０上の摩擦リングのペアを軸線方向に固定するため備えられる。更に、締め付けリング３４のねじ込みピン３５が通りうるカム２５内の穴３３が示されている。
【００５６】
最後に図１４は締め付けリング３４の透視図である。当該締め付けリング３４は複数のねじ込みピン３５が垂直（軸線方向に平行）に配置されている。つまり、締め付けリング３４を用いることで、図１０中の締め付けリング２１とは別に、摩擦リングのペアとハブ１０とのさらなる接続を設けている。
【００５７】
本発明の実施形態は上記の代表的な実施形態に限定されない。かなり多くの変形例が考えられ、基本的に異なる形式の実施形態さえも考えられる。請求項、記述あるいは図面に含まれる構造の詳細や空間的配置による、すべての特徴や利点は、それそのもの、及びそれらを組み合わせてできる多くの異なるものに、本発明の権利は適用される。
【符号の説明】
【００５８】
１     シャフトブレーキディスク
１０   ハブ
１１   摩擦リング
１２   摩擦リング
１３   支持ボルト
１３’ 通路付き支持ボルト
１３ａ 中央部
１３ｂ 末端部ピン
１４   パッドの接触圧力
１５   穴
１６   接続ねじ
１７   接続ねじ
１８   スライドブロック
１９   突起
２０   凹部
２１   締め付けリング
２２   セラミックワッシャー
２３   ねじ溝ナット
２４   軸線方向通路
２５   カム，突起
２６   貫通孔
２７   貫通孔
２８   凹部
２９   穴
３０   貫通孔
３１   溝
３２   軸線方向突起
３３   穴
３４   締め付けリング
３５   ねじ込みピン
３６   穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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