DE2209357A1

DE2209357A1 - Ringförmige Bremsscheibe

Info

Publication number: DE2209357A1
Application number: DE19722209357
Authority: DE
Inventors: Frederick Sidney Healy Benedict Pascal Coventry Dowell (Großbritannien) F1612102
Original assignee: Dunlop GmbH and Co KG
Current assignee: Dunlop GmbH and Co KG
Priority date: 1971-03-02
Filing date: 1972-02-28
Publication date: 1972-09-14
Also published as: IT951805B; AU3939672A; AU459540B2; FR2127867A5; GB1378886A; US3759354A

Description

Or E. Wiegand. Dipl.-lng. W. Nlemswl

Hamburg δΰ - Kur.itpiraoe 28
^W· 25178/72 ^12/Sch t% 2, Μ

Dunlop Limited
London (England)

Ringförmige Bremsscheibe,

Die Erfindung besieht sich auf Bremsen und insbesondere auf Reibteile für Bremsen·

Die Materialien, die für- Bremsenreib elemente verwendet werden, können verhältnismäßig schwache Sfcruktureigenschaften haben, und es ergeben sich Probleme beim Anbringen solcher Elemente an den verhältnismäßig starken oder focten Tragteilen, die vorgesehen sein müssen, ubi eine übex-br-uguiig dec Breuislasben zn ermöglichen· Bisses Problem ist bei Luftfahrzeugbremson besonders akut, bei denen sehr hohe Temperatur, sohr hoher Druck und sahr große Drehmoracntbelasüuntren angötroffen warden_} ϋιγΊιιγοΙι sich die Tendenz ergibt;, die Auswahl der für den Konstrukteur verfügbaren Reibungsniateriaüeii su begrsiiseii* Ein Matorial, welches besonders schwierig v.n eine^a Brcmßüoil zufriedene bellend büfeöt'igfe werdßn kann, ist Koh leiisboff, welcher zu folg ο jsaiiior guten Ruibüiigseigan·« ochafben und Beiner ^vo''.t-Ά Wärnitiliupaaitäfc; Kiisamraen mib seiner goring'··!:i Uichbe Lm übrigOTi ein besonders attraktives Moberial zur Vcrv/endung in einer Luft fahrzeugbremse iafc.

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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Bremsteil zu schaffen, der zur Verwendung als Rotor oder Stator in einer Luftfahrzeugbremse geeignet ist, und der Reibkissen aus Kohlenstoff oder anderem weichen oder spröden Material umfaßt, wobei die Kissen an einem Gegenhalteteil sicher befestigt sind.

Gemäß der Erfindung umfaßt eine ringförmige Bremsscheibe einen ringförmigen Gegenhalteteil, der wenigstens eine sich radial erstreckende Fläche hat, die mit einer Reibungsfläche versehen ist, welche durch eine Reihe von an dem Gegenhalteteil befestigten segmentförmigen Reibkissen versehen ist, die jeweils aus weichem oder sprödem Material wie Kohlenstoff bestehen und deren jedes wenigstens eine im wesentlichen gerade Kante hat, die derart abgeschrägt ist, daß sie in eine dem Gegenhalteteil zugeordnete entsprechend schräge unterschrittene Widerlagerfläche paßt und Bremsdrehmomentbelastungen überträgt.

Vorzugsweise sind beide Kanten Jedes der Reibkissen abgeschrägt, so daß sie in entsprechende hinterschnittene Flächen an dem Gegenhalteteil passen, und die Reibkissen sind durch die Widerlager gegen Umfangsbewegung in beiden Richtungen gehalten.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Teilansicht einer Bremsscheibe, gesehen in einer Richtung parallel zu der Drehachse der Scheibe.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie A-A der

Fig. 1, wobei der Zusammenbau der Reibkissen mit dem Bremsteil dargestellt ist.

Fig. 5 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

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Fig. 4 ist eine Schnittansicht nach Linie B-B der

Fig. 3.
Fig. 5 ist eine den Fig. 1 und 3 ähnliche Ansicht

einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 6 ist eine Schnittansicht nach Linie C-C der

Fig. 5.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht nach Linie D-D der

Fig. 5.
Fig. 8 ist eine den Fig. 1,3 und 5 ähnliche

Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht nach Linie E-E der

Fig. 8.
Fig. 10 ist eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht einer

fünften Ausführungsform der Erfindung. Fig. 11 ist eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht einer

sechsten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 12 ist eine Teilansicht einer Bremsscheibe,

gesehen in einer Richtung parallel zur Drehachse der Scheibe gemäß einer siebenten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 13 ist eine Schnittansicht nach Linie F-F der

Fig. 12, wobei die Anbringung der Reibkissen an dem Bremsteil dargestellt ist. Fig. 14 ist eine der Fig. 12 ähnliche Ansicht einer

achten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 15 ist eine Schnittansicht nach Linie G-G der

Fig. 14.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 dargestellt ist, weist ein Rotor 1 für eine Mehrscheiben-Luftfahrzeugbremse einen ringförmigen Unterlageteil oder Gegenhalteteil 2 in Form einer Stahlscheibe auf, die an ihrem Außenumfang radial vorstehende Antriebs-

ansätze hat. Die Scheibe 2 ist auf jeder Fläche derart bearbeitet, daß segmentförmige Ausnehmungen 4 geschaffen sind, in denen aus Kohlenstoff bestehende Reibkissen 6 befestigt werden sollen. Die Ausnehmungen 4, von denen

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auf jeder Fläche zehn vorhanden sein können, sind durch einheitlich oder einstückig gebildete sich radial erstreckende Widerlagerstreifen (Fig· 2) begrenzt, die an jeder Seite hinterschnitten sind, um schräge Widerlagerflächen 5 zu bilden, in welche entsprechend abgeschrägte Kanten der benachbarten Reibkissen 6 eingreifen, so daß schwalbenschwanzartiger Eingriff erhalten ist.

Die Ausführung ist derart getroffen, daß jedes Reibkissen 6 durch den Keileingriff der entsprechenden abgeschrägten Kante des Kissens 6 mit der zugeordneten Widerlagerfläche 5 gegen Umfangsbewegung in beiden Richtungen gehalten ist. Dadurch wird das Reibkissen 6 im wesentlichen vollständig nur Druckbeanspruchungen in der Widerlagerzone unterworfen, und diesen Beanspruchungen kann das verhältnismäßig weiche Material des Reibkissens sehr viel leichter widerstehen als Zugbeanspruchungen oder Scherbeanspruchungen·

Jedes Reibkissen 6 ist gegen radiale Einwärtsbewegung durch die radiale Keilwirkung gehalten, wenn es sich zwischen den beiden zugeordneten Widerlagern 5 einwärts bewegt, und an radiale Auswärtsbewegung ist das Reibkissen 6 durch kleine Metallhalteplatten 3 gehindert, die auf die Antriebsansätze 3 genietet sind·

Der Gegenhalteteil 2 kann alternativ aus einer hitzebeständigen Legierung auf Nickelbasis oder aus Molybdän bestehen, um höheren Temperaturen zu widerstehen, oder er kann aus Beryllium bestehen. Wenn ein aus Beryllium bestehender Gegenhalteteil 2 verwendet wird, kann es bevorzugt werden, verhältnismäßig dünne Reibkissen und einen verhältnismäßig dicken Gegenhalteteil zu verwenden, um die große Wärmekapazität des Berylliums auszunutzen. Bei anderen Ausführungen ist das Kohlenstoffreibkissen 6 gewöhnlich relativ zu der Dicke des Gegejihalteteils 2 dick und es schafft oder leistet den Hauptbeitrag zu der Wärmekapazität des Bremsteiles. Der Gegenhalteteil kann weiterhin auch aus Kohlenstoff mit Kohlenstoff-

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faserverStärkung ausgeführt sein·

Bei einer zweiten Ausführungsform, die in den Fig. 3 und 4· dargestellt ist, ist der Gegenhalteteil nicht derart bearbeitet, daß die Ausnehmungen für die Reibkissen geschaffen sind, sondern die hinterschnittenen Widerlagerflächen 12 sind durch zv/eckentsprechend gestaltete Streifen 11 mit kanalförmigem Querschnitt aus Metall "dargestellt, die mit dem Gegenhalteteil 10 vernietet oder verschweißt sind.

Bei einer in den Fig. 5» 6 und 7 dargestellten dritten Ausführungsform werden die sich radial erstreckenden Wärmeabfuhrschlitze 14·, die gewöhnlich in einer Bremsscheibe vorgesehen sind, dazu verwendet, die Anordnungsmittel für einen vorgeformten Widerlagerstreifen 15 zu schaffen. Der Widerlagerstreifen 15 hat H-förmigen Querschnitt, so daß er in den Wärmeabfuhrschlitz 14- paßt, und er trägt schräge Widerlagerflächen an den beiden Teilen, die an jeder Seite der Scheibe vorragen. Da der Wärmeabfuhrschlitz 14- sich nicht über die gesamte radiale Breite der Bremsscheibe erstreckt, ist der mittlere Teil des H-förmigen Streifens an einem Ende derart wegbearbeitet, daß die beiden auf diese Weise gebildeten getrennten Schenkel den nicht geschlitzten Teil der Scheibe 17 umgreifen können, und der Streifen 15 ist an der Scheibe 17 mittels einer sich durch diesen Teil erstreckenden Niete 18 befestigt·

Bei einer vierten Ausführungsform, die in den Fig. und 9 dargestellt ist, ist der Gegenhalteteil 20 mit einer Reihe von öffnungen 21 versehen, die beispielsweise kreisförmig sind und von denen je eine für jedes Paar von Reibkissen 22 vorgesehen ist, die an jeder Seite des Gegenhalteteiles 20 angeordnet sind· Die Widerlagerteile können wie bei irgendeinem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele gebildet sein, und die öffnungen umfassen Platten 23 aus wäxmeabsorbierendem Material, welches das gleiche Material wie da3 Material der Reibkissen sein kann und welches in die öffnungen eingepaßt ist·

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Bei einer in Pig. 10 dargestellten fünften Ausführungsform sind öffnungen vorgesehen, wie es in Verbindung mit der vierten Ausführungsform beschrieben worden ist, und die gegenüberliegenden Reibkissen 25 an jeder Seite der öffnung sind mit Vorsprüngen gebildet, die jeweils in die öffnung passen und sich in der mittleren Ebene 26 des Gegenhalteteiles 27 treffen, um einen ununterbrochenen Wärmepfad durch den Bremsteil zu schaffen· Bei diesem Beispiel müssen die Widerlagerstreifen 28 von der Art sein, die an dem Gegenhalteteil 27 befestigt ist, und nicht von der Art, die mit dem Gegenhalteteil einheitlich oder einstückig ausgebildet ist, da die Reibkissen 25 in ihrer Stellung an dem Gegenhalteteil 27 angeordnet werden müssen, bevor die Widerlagerstreifen in ihrer Stellung angeordnet werden·

j Bei einer in Fig. 11 dargestellten sechsten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Widerlagerstreifen 30 aus Kohlenstoff/kohlenstoffaserverstärktem zusammengesetzten Material, und sie sind so angeordnet, daß die Kohlenstoffasern sich relativ zu dem Gegenhalteteil 32 in radialer Richtung erstrecken· Die Widerlagerstreifen können auch aus irgendeinem verstärkten zusammengesetzten Material ausgeführt sein, welches Reibungs- und Verschleißeigenschaften hat, die mit denen von Reibkissen verträglich sind. Jeder Widerlagerstreifen 30 hat keilförmigen Querschnitt und trägt schräge Flächen 31 an jeder Längsseite, die sich gegen entsprechende abgeschrägte Flächen an den aus Kohlenstoff bestehenden Reibkissen 34- anlegen. Die Widerlagerstreifen und der Gegenhalteteil 32 sind mit einer Anzahl von axialen Bohrungen 33 versehen, die an jedem Ende zur Aufnahme eines Niets 37 versenkt oder angesenkt sind· Der Niet legt einen Widerlagerstreifen 30 an jeder Seite des Gegenhalteteiles 32 fest, und die Reibkissen 34- sind auf diese Weise an dem Gegenhalteteil 32 befestigt. Die Widerlagerstreifen können so ausgeführt sein, daß die axial äußeren Flächen 35 der Reibkissen 34- mit der

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äußeren Fläche 36 der kohlenstoffaserverstärkten Widerlagerstreifen 30 fluchten und als Teil der Reibungsfläche der Bremse dienen. Alternativ können die Außenflächen 36 der kohlenstoffaserverstärkten Widerlagerstreifen 30 in einer Ebene axial einv/ärts der Fläche 35 der Reibkissen 34- angeordnet sein.

Wenn die Bremsscheibe ein Statorteil ist, sind die radial vorragenden Antriebsansätze am Innenumfang angeordnet, und daher können bei Mchtvorhandensein von Antriebsansätzen am Außenumfang des Gegenhalteteiles die Halteplatten direkt an dem Gegenhalteteil angebracht sein.

Alternativ sind bei einer in den Fig. 12 und 13 dargestellten siebenten Ausführungsform Widerlager-Streifen 40 mit Y-förmigem nach außen erweiterten Teil dem Äußenumfang des Gegenhalteteiles 42 benachbart vorgesehen. Die Reibkissen 43 sind entsprechend gestaltet, um diesen erweiterten Endteil aufzunehmen, und die Kombination aus den erweiterten Widerlagerstreifen 40 und den Reibkissen 43 bewirkt eine Keilwirkung, die radiale Auswärtsbewegung der Reibkissen 43 verhindert.

Bei einer in den Fig. 14 und 15 dargestellten achten Ausführungsform der Erfindung hat der Widerlagerteil 45 die Form eines dreieckförmigen Keiles 45, der die hinterschnittenen Widerlagerflächen 47 entsprechend den abgeschrägten Kanten benachbarter Reibkissen 48 trägt, die weggeschnitten sind, um den Widerlagerteil aufzunehmen, und die dahingehend wirken, radiale Auswärtsbewegung zu verhindern ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Halteplatten. Der keilförmige Widerlagerteil ist mittels Nieten 49 an dem Gegenhalteteil 50 befestigt, so daß radiale Bewegung und ümfangsbewegung der Reibkissen 48 verhindert ist.

Um angemessenes Halten der Reibkissen zu schaffen, ist der dreieckige Widerlagerteil mit einem eingeschlossenen Winkel zwischen seinen Seiten 45a und 45B versehen,

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der großer als 360/n ist, wobei η die Anzahl der Widerlagerteile an einer Seite jedes Gegenhalteteiles ist. Dies trifft ebenfalls für den eingeschlossenen Winkel zwischen den Seiten 40a und 40b des Y-förraigen Teiles des Widerlagerteiles gemäß Fig. 12 zu.

Die Reibungsteile gemäß vorstehender Beschreibung haben den Vorteil, daß die Kohlenstoffkissen nicht mittels Nieten oder Schrauben befestigt sind, die durch das Kissen hindurchgehen würden und für die Löcher in dem Kissen vorgesehen sein müßten. Solche Löcher schwächen das Reibkissen und erfordern das Vorsehen einer Verstärkung für den Kohlenstoff, was zu beträchtlichen praktischen Schwierigkeiten führt.

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Claims

Patentansprüche

Ringförmige Bremsscheibe mit einem ringförmigen Gegenhalteteil, der wenigstens eine sich radial erstreckende Fläche hat, die mit einer Reibfläche versehen ist, welche durch eine Reihe von an dem Gegenhalteteil befestigten segrnentförmigen Reibkissen geschaffen ist, deren jedes aus weichem oder sprödem Material wie Kohlenstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Reibkissen wenigstens eine im wesentlichen gerade Kante hat, die derart abgeschrägt ist, daß sie in eine entsprechend schräge ninterschnittene Widerlagerfläche, die dem Gegenhalteteil zuge-

auf sie
ordnet ist, paßt und/zBremsdrehmomentbelastungen überträgt.
2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen gerade Kante jedes Reibkissens sich radial erstreckt.
3· Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Reibkissen zwei im wesentlichen gerade sich radial erstreckende Kanten hat, deren jede derart abgeschrägb ist, daß sie in eine entsprechende sich radial erstreckende hinterschnittene Fläche, die dem Gegenhalteteil zugeordnet ist, paßt, und daß die Reibkissen durch die sich radial erstreckenden hinterschnittenen Flächen gegen Umfangsbewegung in jeder Richtung gehalten sind.
4·. Bremsscheibe nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial erstreckenden hinterschnittenen Flächen an einem einheitlichen oder einßtückigen Teil dea Gegenhalteteiles gebildet sind.
5· Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine hinterschnittene Widerlagerfläche durch einen getrennt gebildeten Widerlagerteil geschaffen ist, der an dem Gegenhalteteil befestigt ist · ι

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6. Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerlagerteil aus einem Kanalquerschnitt aufweisenden Streifen gebildet ist·
7. Bremsscheibe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der getrennt gebildete Widerlagerteil H-förmigen Querschnitt an einem Ende hat, welches in einen in dem Gegenhalteteil vorgesehenen Schlitz paßt, daß der mittlere Teil des anderen Endes des H-förmigen Querschnitts entfernt ist, um zwei getrennte Schenkel zu bilden, welche einen nicht geschlitzten Teil des Bremsteiles umgreifen, und daß der H-förmige Querschnitt schräge Widerlagerflächen trägt, die so angeordnet sind, daß sie an jeder Seite des Gegenhalteteiles vorragen.
8· Bremsscheibe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalteteil mit einem getrennt gebildeten Widerlagerteil aus verstärktem zusammengesetzten Material versehen ist, der Verschleißeigenschaften hat, die mit denen der ßeibkissen verträglich sind.
9. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkissen in Paaren angeordnet sind, von denen jedes Paar ein Kissen auf jeder Seite des Gegenhalteteiles aufweist, und daß der zwischen den Reibkissen jedes Paares von Reibkissen liegende Teil des Gegenhalteteiles mit einer wärmeaufnehmendes Material umfassenden öffnung versehen ist.
10. Bremsscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Reibkissen jedes Reibkissenpaares mit einem Vorsprung versehen ist, der sich in die öffnung erstreckt, um mit dem anderen Reibkissen derart in Berührung zu treten, daß durch die Bremsscheibe hindurch ein ununterbrochener Wärmeweg geschaffen ist.
11. Bremsscheibe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der getrennt gebildete Widerlagerteil allgemein Y-Gestalt hat bei Betrachtung in axialer Richtung der Scheibe, und einen nach außen erweiterten Teil dem Außenumfang des Gegenhalteteiles benachbart aufweist,

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so daß radiale Auswärtsbewegung der zugeordneten Reibkiseen verhindert ist.
12· Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalteteil ringförmig ist und Antriebsan3ätze aufweist, die von einer Umfangskante radial vorragen.
13« Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkissen mittels Halteplatten an radialer Ausv/ärtsbev/egung verhindert Bind·
14· Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide radial äußeren Teile der benachbarten Enden eines Paares von in Umfangsrichtung benachbarten Reibkissen in einem Winkel zu den radial inneren Teilen gebildet und derart abgeschrägt sind, daß sie in entsprechende hinterschnittene Flächen, die dem Gegenhalteteil zugeordnet sind, passen, und daß die hinterschnittenen Widerlagerflächen für die genannten äußeren Teile durch einen getrennt gebildeten dreieckförmigen Widerlagerteil geschaffen sind, der an dem Gegenhalteteil befestigt ist.
15· Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalteteil aus einer hitzebeständigen Legierung auf Nickelbasis gebildet ist.
16. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14* dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalteteil aus Molybdän gebildet ist,
17· Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalteteil aus Beryllium gebildet ist.
18. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalteteil aus Kohlenstoff, der mit Kohlenstoffasern verstärkt ist, gebildet ist.

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