DE2144468A1

DE2144468A1 - Reibscheibe, insbesondere für eine Bremse

Info

Publication number: DE2144468A1
Application number: DE19712144468
Authority: DE
Inventors: Walter John; Stout Gilbert Thornley; South Bend Ind. Krause (V.StA.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-09-21
Filing date: 1971-09-06
Publication date: 1972-03-23
Also published as: CA927757A; FR2107411A5; US3708042A; GB1300369A; AU3339271A; AU456965B2; JPS5417912B1

Description

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Patentanwälte
Dr. Ing. H. Ncgendank

Dipl. !ng. H. Hauck
Dipl. Phys. W. Schmitz

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The Bendix Corporation 2. September 1971

Anwaltsakte M-1735

Reibscheibe, insbesondere für eine Bremse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibscheibe, insbesondere für eine Bremse, bei der die Scheibe zu einer Anordnung gehört, die mindestens ein scheibenartiges Rotorelement aufweist, das zwischen zwei scheibenartigen Statorelementen angeordnet und mit diesen in Eingriff bringbar ist, wobei die Reibscheibe mehrere in Umfapgsrichtung auf Abstand gehaltene Reibsoheibensegmente umfaßt, die Ende an Ende angeordnet und an einem Ring befestigt sind und einen Ringkörper bilden.

Die Erfindung bezieht sich also auf eine Reibscheibe, die insbesondere auf eine Bremse abgestellt ist, die geschichtete scheibenartige Stator- und Rotorelemente aufweist.

Scheibenbremsen, die mehrere geschichtete scheibenartige, ringförmige Rotor- und Statorelemente aufweisen, sind bekannt, insbesondere auf dem Gebiet der Plugzeugbremsen. Bei diesen zum

Stand der Technik gehörenden Scheibenbremsen weisen die Scheiben,! Vorzugsweise die scheibenartigen Rotorelemente mehrere Segmente auf, von denen jedes einen wärmeableitenden Kern enthält, der j

j ,vop einem Material gebildet ist, das die gewünschten Eigenschaften, wie höhe spezifische Wärme, geringes spezifisches Gewicht und .

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hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Derartige Elemente, die wärmeableitendes Kernmaterial enthalten, sind jedooh nicht vollständig zufriedenstellend, insbesondere im Hinblick auf die strukturellen Beschränkungen, die dem Kernmaterial eigen sind, der Umwandlung des Kernmaterial in schädliches Oxyd, das für Menschen giftig ist, und den Aufwand für das Kernmaterial.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine segmentförmige Scheibe mit wärmeableitendem Kernmaterial zu schaffen, das die gewünschten Eigenschaften wie geringes Gewicht, einfache Struktur, hohe V/ärmeaDleitfähigkeit und Festigkeit aufweist.

Bei einer Reibscheibe der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Segment einen Block aus Kohlenstoff aufweist, derzwischen zwei becherförmigen Gliedern angeordnet ist, von denen jedes einen Belag aus Reibmaterial besitzt und zwei radial sich erstreckende, in Umfangsrichtung auf Abstand gehaltene Ansätze, die fest mit dem Ring verbunden sind, und dassBefestigungsmittel durch die becherförmigen Glieder und den Kohlenstoffblock hindurchgehen und diese in fester Lage zueinander halten.

Die Erfindung schafft Reibscheiben mit wärmeableitenden Kernsegmenten, die zuverlässig im Betrieb und aufgrund ihres einfachen Aufbaus verhältnismäßig wirtschaftlich herstellbar sind.

Gemäß der Erfindung weist jedes Segment einen Kohlenstoffblock auf, der zwisohen zwei becherfömrlgen Gliedern angeordnet ist, I

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OHlGWAL INSPECTED

von denen Jedes einen Belag aus Reibmaterial trägt und zwei Ansätze aufweist, die fest an einem Ring befestigt sind, wobei Befestigungsmittel durch die becherförmigen Glieder und durch den Kohlenstoffblock hindurchgeht, damit diese in fester Lage zueinander gehalten sind.

Ein Beispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 seigt einen Schnitt eines symetrischen Rades und einer Bremsanordnung mit der Achse x-x gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Teils eines ringförmigen Rotors gemäß der Erfindung, wobei das Rad und die Bremsanordnung nr.ch Fig. 1 entfernt sind.

Fij. 3 -o-ijt einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 2 entlang der Linie :>-J·.

I?ig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 2 entlang der Linie 4-4.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 2 entlant der Linie 5~5·

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 2o ein Rad, das drehbar auf einer festen Achse 22 befestigt ist und sich um die Achse x-x dr^ht. - 4 -

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BAD

Ein fester Bremsträger 24 ist starr mit der Achse 22 mit Hilfe eines äeeignetfSa nicht gezeigten Befestigungsmittels befestigt und enthält mehrere in Umfangsrichtung auf Abstand gehaltene, strömungsmittelbetätigte Bremsbetätigungskolben 26, von denen nur einer gezeigt ist. Die Kolben 26 sind gleitend in Zylindern28 angeordnet, die über ein Gewinde an dem Träger 24 befestigt sind, wobei Jeder Kolben 26 einen Block aus wärmeisolierendem Material 29 aufweist, der mit Hilfe einer Schraube Jo am Kolben befestigt ist. Bei Bedarf werden die Kolben 26 durch unter Druck gesetztes Strömungsmittel betätigt, das durch nicht gezeigte Steuermittel gesteuert wird.

Eine ringförmige Druckplatte 32.ist in geeigneter Weise an den Kolben 26 befestigt und wird abhängig von der Druckbeaufschlagung der Kolben 26 zur Betätigung der Bremse axial betätigt. Ein Drehmomentrohr 34 ist mit einem axial verlaufendem HUlsenteil 36 versehen, der einstückig mit einer radial verlaufenden, ringförmigen Gegenplatte 38 ist. Mehrere Schrauben 4o gehen durch den Träger hindurch und stehen in Schraubeingriff mit dem Hülsenteil 36, um das Drehmomentrohr 34 fest am Bremsträger 24 zu befestigen. :

Das Rad ist aus zwei Abschnitten zusammengesetzt, von denen nur eines bei 42 gezeigt ist und die mit einer Vielzahl von Befesti- '■ gungstnitteln, wie Schrauben 44, aneinander befestigt sind. Eine Radfelge 46 und eine Radnabe 48 sind über einstückige Rad speichen 50 miteinander verbunden. ;

Mehrere ringförmige Bremsrotoren 52 werden durch Bremsstatoren

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54, die zwischen diesen angeordnet sind, axial auf Abstand gehalten. Die Rotoren 52 sind gleitend an einem Halteteil 56 verkeilt und können sich axial bewegen, wobei der Halteteil seinerseits in geeigneter Weise an der Radnabe 46 befestigt ist und durch das Rad 2o gedreht wird. Die Statoren 54 sind gleitend an dem Hülsenteil J>6 befestigt und können sich axial bewegen, wobei der Hülsenteil 36 eine Drehbewegung des Stators 54 verhindert.

Die Rotoren 52 sind mit Belägen aus Reibmaterial versehen. Die beschichtetenRotorai 52 und Statoren 5^ werden in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung der Kolben 26 zwischen der Druckplatte 32 und der Gegenplatte 38 zusammengedrückt, wobei ein Reibeingriff zwischen den Rotoren 52 und den Statoren 5^ verursacht wird und die,Drehung des Rades 2o gegenüber der Achse 22 verzögert wird.

. Im folgenden wird Bezug genommen auf die Fig. 2, 3* 4 und 5. Jeder der Rotoren 52 wird durch mehrere Segmente 58 gebildet, die in Umfangsrichtung auf Abstand angeordnet sind und in ihrer Lage durch einen Ring 60 gehalten werden, der an den radial am weitesten außen liegenden Abschnitten der Segmente befestigt ist. Der Ring 60 wird durch flache Glieder 62 gebildet, die an gegenüberliegenden Enden durch Nieten mit zwei auf Abstand gehaltenen flachen Gliedern 66 und 68 verbunden sind, von denen Jedes mit einer Aussparung oder j j einem Ausschnitt 7o versehen ist. Die Glieder 62 sind Ende an Endej ! mit den Gliedern 66 und 68 verbunden und bilden dadurch den kon- I

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tlnuierliehen Ring 60, j '

Die Segmente 58 weleen jedes einen Kern oder einen Block aus '

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Kohlenstoff 72 auf, der eine abge enkte Öffnung zwischen gegenüberliegenden parallelen ebenen Flächen besitzt. Ein Becher oder eine Belagkapsel 76 besitzt den Umriß des Kohlenstoffbloc'.ts 72 und ist mit auf Abstand gehaltenen Ansätzen 78 und 80 versehen und hält eine Schicht aus gesintertem Reibmaterial 82, das irgendeine von den verschiedenen bekannten Formen annehmen kann.

Eine mittlere Öffnung 84 in der Schicht aus Reibmaterial 82 und eine versenkte Öffnung 86 im becherförmigen Teil 76 sind mit der versenkten Öffnung J4 des Blocks 72 ausgerichtet, damit der becherförmige Teil 76 an jedem der ebenen Flächen des Blocks 72 mit Hilfe eines Niets 88 befestigt werden kann, der in geeigneter Weise umgeschlagen wird, um die Teile zu befestigen. Die Ansätze und 80 weisen Öffnungen 90 auf, um eine Befestigung der becherförmigen Teile J6 und des daran befestigten Kohlenstoffblocks 72 am äußeren Ring 60 mit Hilfe von Nieten 92 zu ermöglichen, die ebenfalls durch Öffnungen 94, 96 und 98 in den Gliedern 66, 62 und 68 zwischen dem zugeordneten Niet 64 und dem Einschnitt 7o hindurchgeht. Der Ansatz 80 wird in gleicher Weise an dem benachbarten Satz von Gliedern 66 und 68 am gegenüberliegenden Ende

des Glieds 62 befestigt, wobei ein starrer bogenförmiger Abschnitt des Rotors 52 gebildet ist. Die Segmente 58, wie sie weiter oben ;. : beschrieben wurden, werden in verhältnismäßig geringem Abstand · voneinander an dem äußeren Ring 60 befestigt, was zu einem festen|

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Aufbau des Rotors 52 und zu im wesentlichen kontinuierlichen ring* förmigen Flächen aus Reibmaterial 82 an gegenüberliegenden Seiten; des Rotors 52 führt. |

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Die Statoren 54 können die Form eines ringförmigen Stahlrings loo einnehmen, der geeignete, radial nach innen weisende Vorsprünge Io2 besitzt, die axial gleitend von dem Hülsenteil J56 aufgenommen werden. Die gegenüberliegenden Seiten jedes Stators 54 sind mit kontinuierlichem Belag aus Reibmaterial 82 versehen, der in geeigneter Weise etwa durch Hartlöten befestigt ist. Es ist einzusehen, dai'3 die Statoren 54 nicht auf den oben beschriebenen Aufbau beschränkt sind, sondern ähnlich den Rotoren 52 mit einem Kohlenstoffkern gebaut werden können, um die Warmeableitfahijkeit der Scheibenbremse zu erhöhen, oder, falls gewünscht, der Stator kann mit einem Kohlenstoffkern versehen werden, in welchem Fall der Rotor 52 aus Stahl oder einem anderen geeigneten herkömmlichen Material geformt sein kann.

Es leuchtet jedoch ein, daß Kohlenstoff in jedem Fall in charakteristischer Weise eine geringe Festigkeit bei Belastung aufweist, es sei denn, daß ein Druck ausgeübt, wie das der Fall beim oben beschrieben Rotor 52 ist, wobei die durch die Bremsbetätigung auftretende und sowohl den Rotor 52 als auch den Stator 54 beaufschlagende Kraft nur in Form eines Drucks auf das Kohlenstoffmaterial aufgebracht werden soll, wenn vorzeitige Abnutzung und/oder eine Störung der Bremse vermieden werden soll.

Angenommen, es liegt eine Bremsbetätigung vor, dann werden die , Kolben 26 unter Druck gesetzt und bewirken, daß die Druckplatte yi sich axial bewegt und die geschichteten Rotoren 52 und Statoren 54

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zwischen der Druckplatte 32 und der Gegenplatte y-i zusammengedrückt werfen, um der Drehung des Rades 2o einen Reibwiuerstand entgegenzusetzen. Die auf diese Woise erzeugte Energie wird in Form von Wärme abgeleitet, die von der Bremsanordnung einschließlich dei· Rotoren 32 und Statoren 34 absorbiert werden muß. Die Bremstemperaturen, die während starter Bremsbetätigungen bei einem schweren Flugzeug auftreten, sind hoch und bewirken ein Verbiegen und Verwerfen sowohl der Statoren 54 als auch der Rotoren j?._t was die !Wirksamkeit der Bremse verringert und zu einer Störung der Bremse rühren kann.

3ei der Erfindung wird die erzeugte Wärme auf die Kohlenstoffblöcke 72 übertragen, die sowohl eine äußerst gute Wärmekapazität als auch eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen und die höheren Temperaturen widerstehen können eis für Ctaiii oder andere Metalle, die normalerweise für Rotoren und'Oder Statoren verwendet werden, ohne Störung zugelassen werden können. Die von den Kohlenstoffblöcken 72, die als Wärmeableitung dienen, aufgenommene Wärmemenge verlängert die den kritischen Stahl oder andere Metallabschnitte des Rotors und Stators beaufschlagende Wärme, wodurch die Betriebstemperaturen verringert werden.

Es ist anzumerken, daß in Folge ihrer Lage zwischen den becherförmigen Teilen oder Reibbelagkapseln ^rj6 die Kohlenstoffblöcke einer Druckkraft ausgesetzt sind. Die Bremsbelastung, die zwischen den Bremsrotoren 32 und dem Rad 2o übertragen wird, wird von den

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Ansausen 'Jo und oo der Rotorsegmente 58 aufgenommen und gelangt nicht auf die Kohlenstoffblöcke 72. Der Ring 60 ist durch die Glieder 6j5* 66 und 68, die durch Nieten 64 miteinander verbunden sind, gekennzeichnet und verringert das Volumen an erforderlichen Stahl auf ein Minimum und verringert somit das Gewicht des Rotors ^:j2 ohne eine nachteilige Wirkung auf die für den Rotor 52 erforderlichen Festigkeit Seifenschalen.

Wenn auch das für die Kohlenstoffblöcke J2 vorzugsweise vorgeschlagene Materila herkömmlicher Kohlenstoff ohne Struktur ist, so können noch andere bekannte Kohlenstofformen, wie etwa Kohlenstoff mit Gefüge, Graphit usw. in geeigneter Weise für die Kohlenstoffblöcke 72 verwendet v/erden.

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Claims

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Patentansprüche

.^ Reibscheibe, insbesondere für eine Bremse, Lei ier die Scheibe zu einer Anordnung gehört, die mindestens ein scheibenartiges Rotorelement aufweist, das zwischen zvei scheibenartigen Statorelementen angeordnet und mit diesen in Eingriff bringbar ist, wobei die Reibscheibe mehrere in Umfangsrichtung auf Abstand gehaltene Reibscheibensegmente umfaßt, die Ende an Ende angeordnet und an einem Ring befestigt sind und einen Ringkörper bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment einen Block (72) aus Kohlenstoff aufweist, der zwischen zwei becherförmigen Gliedern (76) angeordnet ist, von denen jedes einen Belag (82) aus Reibmaterial besitzt und zwei radial sich erstreckende, in Umfangsrichtung auf Abstand gehaltene Ansätze (78, 80), die fest mit dem Ring (60) verbunden sind, und daß Befestigungsmittel (88) durch die becherförmigen Glieder (76) und den Kohlenstoffblock (72) hindurchgehen und diesen in fester Lage zueinander halten.
2. Reibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der» Ring (60) durch abwechselnd aufeinander folgende bogenförmige erste und zweite Abschnitte gebildet ist, daI3 der erste Abschnitt ein flaches Metallglied (62) ist, das an jedem Ende mit zwei In Umfangsrichtung auf Abstand liegenden öffnungen versehen ist, daß

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der zweite Abschnitt aus zwei parallel auf Abstand gehaltenen flach ^Λπ Met■:>} !gliedern (66, 68) besteht, von denen jedes an jedem Ende mit zwei im Bogen auf Abstand liegenden Öffnungen versehen ist, daß die jeßenüberliegenden Enden des ersten Abschnitts zwischen den benachbarten Enden des anderen Abschnitts angeordnet sind, wobei die entsprechenden öffnungen zueinander ausgerichtet sind, da,', s erste Befestigungsmittel (64) durch einen Satz ausgerichteter öffnungen hindurchgehen und die ersten und zweiten Abschnitte miteinander verbinden, daß die Ansätze (Jc., Π-.:) der becherförmigen Glieder (7(5) mit öffnungen versehen sind, die mit den übrigen Öffnungen an einem Ende des ersten Abschnitte und den zugehörigen ausgerichteten öffnungen des zweiten Abschnitts ausgerichtet sind, da.?. zweite Befestigungsmittel (92) durch die Öffnungen in den ersten und zweiten Ansätzen und den zugehörigen ausgerichteten öffnun en der ersten und zweiten Abschnitte hindurchgehen, die Reibscheibensejmente am Ringkörper befestigen und die ersten und zweiten Abschnitte in fester Lage zueinander halten.

^.Reibscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (75, 8o) sich radial nach außen von den becherförmigen Gliedern in Eingriff mit dem Ring (6o) erstrecken, wodurch die becherförmigen Glieder mit dem daran befestigten Kohlenstoffblock radial nach innen vom Ring positioniert werden.

4.Reibscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel auf Abstand gehaltene flache Metallglieder (66, 68) an ihrem radial am weitesten außen liegenden Teil mit Ausnehmungen versehen sind, um sie an den axial verlaufenden Treibkeil

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der starr am Rad befestigt ist, anzupassen.

5.Reibscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis ¹I₃ dadurch gekennzeichnet, da:i die Kohlenstoff blöcke (72) in Abhängigkeit von einem Reib riff der Rotor- und Statorglieder nur mit Druck beaufschlagt

6.Reibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- f feserdungsmittel (ß8) einen Niet aufweisen, der durch den mittleren Abschnitt (36) des Kohlenstoffblocks hindurchgeht.

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