DE1288377B

DE1288377B - Fluessigkeitsgekuehlte Bremsscheibe

Info

Publication number: DE1288377B
Application number: DE1967M0074978
Authority: DE
Inventors: Messerschmitt; Dr-Ing Willy
Original assignee: MESSERSCHMITT WERKE FLUGZEUG U
Current assignee: MESSERSCHMITT WERKE FLUGZEUG U
Priority date: 1967-07-29
Filing date: 1967-07-29
Publication date: 1969-01-30

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Bremsscheibe, die eine zur Aufnahme von Flüssigkeit und Gas dienende, zur Bremsscheibe konzentrische Ringkammer einschließt.
Es ist bekannt, bei Scheibenbremsen zur Erhöhung des Wärmeaufnahmevermögens in den an die Bremsscheibe anpreßbaren Elementen oder bei Trommelbremsen in der Bremstrommel selbst Hohlräume vorzusehen, welche der Aufnahme oder dem Durchleiten von Kühlflüssigkeit dienen.
Als Kühlflüssigkeit sind bereits verschiedene Medien vorgeschlagen worden, u. a. auch Wasser wegen seiner bekannt hohen spezifischen Wärme und seiner hohen Verdampfungswärme. Die Verwendung einer Kühlflüssigkeit in einem Hohlraum bedingt, daß in dem Hohlraum ein gewisses Gaspolster verbleiben muß, um der Flüssigkeit eine thermische Ausdehnung zu ermöglichen, ohne daß hierdurch der Behälter, also das den oder die Hohlräume enthaltende Element, gesprengt wird. Wenn das Gaspolster relativ groß gewählt wird, dann wird nicht nur die thermische Flüssigkeitsausdehnung kompensiert, sondern es kann auch ein Teil der Flüssigkeit verdampfen, wobei der Dampf im Hohlraum verbleibt. Diese Ausbildung führt, wie die vorliegende Erfindung erkannt hat, bei der Verwendung von Wasser als Kühlmedium dazu, daß das Wasser bei ruhender Bremsscheibe in der Weise gefrieren kann, daß im Flüssigkeitsraum ein in bezug auf die Drehachse der Bremsscheibe asymmetrisch gelagerter, z. B. als exzentrisch liegendes Eisringsegment ausgebildeter Eisblock entsteht, welcher eine Unwucht erzeugt. Man kann zwar das Einfrieren als solches bis zu einem gewissen Grad vermeiden, indem man das Wasser ganz oder teilweise durch Frostschutzmittel ersetzt, aber dann gibt man den wichtigen Vorteil der hohen Wärmekapazität des Wassers auf.
Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine flüssigkeitsgekühlte Scheibenbremse zu schaffen, welche diese Nachteile vermeidet und die Kühlflüssigkeit, die also auch eine gefrierbare Flüssigkeit wie z. B. Wasser sein kann, in der Weise zentriert, daß sie sich stets in einer zur Drehachse symmetrischen Lage befindet. In überraschend einfacher Weise löst die Erfindung das Problem dadurch, daß die Ringkammer der Bremsscheibe durch eine zur Bremsscheibenachse konzentrisch angeordnete, elastisch biegsame Ringwand in zwei Ringkammern aufgeteilt ist, von denen eine Ringkammer mit einer Kühlflüssigkeit und die andere Ringkammer mit einem Gas gefüllt ist.
In an sich bekannter Weise können auch mehrere durch Wände voneinander getrennte Ringkammern in entsprechender Weise neben- oder übereinander angeordnet werden.
Wenn bei einer solchen Anordnung die Kühlflüssigkeit einfrieren sollte, würde sie einen zur Rad-bzw. Bremsscheibendrehachse konzentrischen und damit unwuchtfreien Eisring bilden.
Besonders vorteilhaft ist es, die äußere Ringkammer mit Kühlflüssigkeit zu füllen und die Gasringkammer innen anzuordnen, weil bei einer derartigen Anordnung die Trennwand zwischen Gasrinb und Flüssigkeitsringkammer nicht durch die auf die Flüssigkeit wirkenden Zentrifugalkräfte beaufschlagt werden kann.
Außerdem kann die Ringwand aus in axialer Richtung gewellten Metallblechen bestehen; sie kann also z. B. nach Art eines zylindrischen Faltenbalgs ausgebildet sein.
Die Ringkammer kann auch durch einen elastisch volumenveränderlichen Metallschlauch gebildet werden.
Durch Anordnung und Ausbildung des Kühlflüssigkeits- und des Gasraums nach der Erfindung wird somit jederzeit eine einwandfreie Zentrierung der Kühlflüssigkeit, auch bei nur sehr geringer Umdrehungszahl der Bremsscheibe bzw. auch bei deren völligem Stillstand gewährleistet, da die flexible Wand stets dahingegend tendiert, ihre ursprüngliche konzentrische Lage beizubehalten bzw. in diese zurückzukehren.
Die Kühlflüssigkeit kann dabei innerhalb des völlig geschlossenen Kühlsystems verdampfen und infolgedessen eine sehr hohe Wärmemenge aufnehmen. Das geschlossene Kühlsystem benötigt praktisch keine Wartung.
Die Zeichnung zeigt einen Teilquerschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung.
Eine hohle Bremsscheibe 1, die aus einem Basisteil l a, einem Endring 1 b und einer Deckplatte 1 c besteht, ist über zwei Kugellager 2 a und 2 b auf einer Welle 3 drehbar gelagert und mit einer Radfelge 4 fest verbunden. Die Bremsscheibe 1 wird von einem Bremssattel 5 umgriffen, der zwei Bremskolben 5a und 5 b trägt. Die beiden Bremskolben werden von einer gemeinsamen Druckleitung 5 c beaufschlagt.
Der ringkammerförmige Innenraum der hohlen Bremsscheibe wird durch eine gewellte Ringwand 1 d in einen äußeren, mit Kühlflüssigkeit gefüllten Ringraum 1 e und einen inneren gasgefüllten Ringraum 1 f unterteilt. Eine Erhitzung der Bremsscheibe bewirkt, daß sich dei Kühlflüssigkeit ebenfalls erwärmt und, bei entsprechender Wahl des Gasdrucks im gasgefüllten Teil, schließlich verdampft. Beim Verdampfungsvorgang wird von der Flüssigkeit bzw. vom Dampf eine sehr hohe Wärmemenge aufgenommen.
Insbesondere beim Abkühlen der Bremsscheibe ist die Ringwand 1 d bestrebt, ihre ursprüngliche Lage wieder einzunehmen und zentriert auf diese Art den Kühlflüssigkeitsring auch bei unbewegtem Rad. Gelieren, Versulzen oder gänzliches Erstarren der Flüssigkeit können also nicht zu einer Unwucht des Rades führen.
Damit eine Zerstörung der Bremsscheibe bei außergewöhnlichen Zuständen, für welche die Bremsscheibe normalerweise nicht ausgelegt ist, vermieden wird, sind sowohl im flüssigkeitsgefüllten als auch im gasgefüllten Raum nach außen öffnende Sicherheitsventile 1 g und 1 z eingebaut. Die Sicherheitsventile öffnen, wenn der Innendruck den zulässigen Wert überschreitet.

Claims

Patentansprüche: 1. Flüssigkeitsgekühlte Bremsscheibe, die eine zur Aufnahme von Flüssigkeit und Gas dienende, zur Bremsscheibenachse konzentrische Ringkammer einschließt, dadurch gekennzeichn e t, daß die Ringkammer der Bremsscheibe (1) durch eine zur Bremsscheibenachse (6) konzentrisch angeordnete, elastisch biegsame Ringwand (1 d) in zwei Ringkammern (l e, 1 f) aufgeteilt ist, von denen eine Ringkammer (l e bzw. 1 f) mit einer Kühlflüssigkeit und die andere Ringkammer (l f bzw. l e) mit einem Gas gefüllt ist. z. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ringkammer (1 e) mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist. 3. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (1 d) aus in axialer Richtung gewellten Metallblechen besteht, also z. B. nach Art eines zylindrischen Faltenbalgs ausgebildet ist. 4. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ringkammern (l e, 1 f) durch einen elastisch volumenveränderlichen Metallschlauch gebildet ist.