DE2042097A1 - Aus Segmenten bestehendes Reibungsglied fuer Bremsen oder Kupplungen - Google Patents

Description

Dr.-Ing. P.K. Holzhäuser ^.- Met. W. Goldbach Patentanwälte 605 Offenbach a.M. Herrnatr· 37

The Β·Ρ. Goodrich Company Akron, Ohio, V.St.A.

Aus Segmenten bestehendes Reibungsglied für Bremsen oder Kupplungen.

Die Erfindung betrifft Scheibenbremsen oder Scheibenkupplungen und Insbesondere runde Reibscheiben, die beim Betätigen der Bremse oder Kupplung andere Reibglieder erfassen. Ton diesen Reibscheiben kann ein Reibbelag getragen werden, oder sie können Flächen haben, die auf von andern Reibgliedern getragene Reibbeläge fassen. Sie können ebenso als Rotoren wie als Statoren benutzt werden, je nachdem sie in Eingriff mit einem sich drehenden Teil, wie einem Bad, oder einem nicht drehenden Teil, wie ä

einem Drehstab, stehen, der an einem Radlager befestigt ist.

Diese Reibscheiben müssen bei einer Verwendung in Hochleistungsbremsen, wie denen für Flugzeuge, große Wärmemengen beim Bremsen absorbieren und unterliegen weitgehenden Temperaturschwankungen. Es hat sich herausgestellt, dad bei einer massiven, runden Reibscheibe die-

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se TemperaturSchwankungen und die erzeugte, große Wärmemenge ein Verwerfen und reißen der Scheibe zur ^olge haben. Um diese Nachteile zu beseitigen, sind Reibscheiben entworfen worden, die segmentförmige Reibteile hatten, und bei denen die ein Reißen erzeugenden Beanspruchungen verringert und das Werfen durch Anordnung von Spiel zwischen den Teilen aufgefangen werden.

Verschiedene Formen aus Segmafcen bestehender Reibscheiben sind hergestellt worden, um die Schwierigkeiten infolge der Hitzebedingungen zu beseitigen, welche bei massiven, runden Reibscheiben auftraten, und um gleichzeitig ein einheitliches, stabiles und wirksam arbeitendes Reibungsglied zu schaffen. Eine einzigartige und wirksame Form, bei der ein Armkreuz zum Halten der Bremsensegmente verwendet wird, ist in dem USA-latent 3 397 760 gezeigt. Bei dieser Ausführung wird eine Anzahl gekrümmter Reibbelagsegmente Kopf an Kopf zu einem Kreis durch zwischengesetzte Paßteile an jedem Segment zusammengesetzt. Die radialen Arme des Armkreuzes umfassen die aufeinanderfassenden Segmentenden, um die Kreisform der Segmente zu bilden. Bei dieser besonderen Ausführung können die Segmente einen Reibbelag tragen oder in unmittelbarem Reibungseingriff mit anderen Bremsenteilen stehen.

Bei einer Reibscheibe mit von einem Armkreuz gehaltenen Segmenten sind diese selbst die hauptsächlichen wärmeschluckenden Teile oder "Wärmeschlucker¹¹, und daher ist die Leistung der Bremse von den wärmeaufnehmenden Eigenschaften begrenzt. Da diese Segmente Bauteile der Schei-

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be sind, sind auch die verwendbaren Werkstoffe auf solche mit genügender Festigkeit und Verschleißfestigkeit beschränkt. Beispielsweise hat ein Werkstoff, wie Beryllium, viel bessere wärmeschluckende Eigenschaften als Stahl bei einem Teil gleicher Größe, doch ist Beryllium zerbrechlich und verschlechtert sich bei dem Verschleiß und den Stößen, denen die Reibscheibe beim Betätigen einer Hochleistungsbremse ausgesetzt ist, Es erhellt daher, daß eine Scheibenkonetruktion erforderlich ist, bei derBeryllium und andere wärmeuafnehmende Werkstoffe benutzt werden können, dhne daß die Festigkeit und Verschleißfestigkeit sowie Stoßfestigkeit eingeschränkt werden, welches bei den bisher benutzten Scheibensegmenten der Fall war.

Gemäß der Erfindung können die Segmente aus wärmeschlukkendem Werkstoff aus einer großen Zahl wärmeschluckender Werkstoffe bestehen, die keine große Festigkeit oder Verschleißfestigkeit zu haben brauchen. Jedes Segment wird zwischen Verkleidungen oder Deckplatten gehalten, welche das Drehmoment übertragen und den Verschleiß entweder als Belagträger oder in unmittelbarem Eingriff mit anderen Reibungsteilen der Bremse auffangen. Diese Verkleidungen haben am Umfang Ansätze an den radialen Kanten, welche zwischen die Ansätze benachbarter Verkleidungen passen und von radialen Haltearmen eines Armkreuzes lose umfaßt werden. Durch überlappen der Ansätze benachbarter Verkleidungen wird die notwendige Verbindung der Segmentteile der runden Reibscheibe unter-

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einander hergestellt, was lediglich, zwei Stärken von Verkleidungen und zwei Stärken von Kreuzarmen erfordert. Die Gesamtstärke muß geringer als die Stärke des wärmeaufnehmenden Segments und zwei Stärken von Verkleidungen sein, um das nötige Spiel zwischen sich drehenden und sich nicht drehenden Reibungsteilen zu schaffen. Diese Verbindung sorgt auch für ein Spiel zwischen den Ansätzen der Verkleidungen und den Kreuzarmen zum Auffangen der Verzerrungen und Formänderungen infolge der außergewöhnlichen Hitzebedingungen, denen diese !Peile unterworden werden·

Die beigefügte Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführung gemäß und in Verkörperung der vorliegenden Erfindung wieder und zeigt, wie die Erfindung ausgeführt werden kann· In der Zeichnung ist

Pig. 1 eine Teil-Draufsicht auf die Reibungsgliedereinheit, wobei bestimmte Teile weggebrochen sind, Pig. 2 ein vergrößerter Schnitt nach linie 2 - 2 in Fig. 1,

Fig. 3 ein vergrößerter Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. Fig. 4 eine Teil-Draufsicht auf eine abgeänderte Ausführung der Erfindung, wobei gewisse Teile weggebrochen sind, und

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine andere Form einer Verkleidung, welche bei der Abänderung nach Fig. 4 benutzt werden kann·

In Fig. 1 enthält die Scheibeneinheit 10 eine Reihe ge-

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krümmte, sektorförmige Sgmente 11, welche im Abstand voneinander in Ringform angeordnet sind· Diese Segmente 11 sind aus wärmeschluckendem Werkstoff, wie Beryllium, Graphit und Kohlenstoff,hergestellt, welche für die Wärmeaufnahme leitende Eigenschaften haben, doch können bei bestimmten Anwendungen auch weniger wärmeaufnehmende Werkstoffe benutzt werden. Die axialen Flächen 12 der Segmente 11 sind von Paaren von Verkleidungen, etwa Deckplatten 13 , bedeckt, die aue Stahl oder anderem hoch verschleißfestem Werkstoff sein können· Die Segmente 11 werden in Umfangs- und in rad&er Richtung gegen eine Bewegung von den radial inneren und äußeten Kanten 14 und 15 und von den radialen Kanten 16 der Deckplatten 13 zurückgehalten. Diese Kanten 14, 15 und16 sind nach innen auf die Segmente 11 zu gebogen und bilden Flansche für ein Verhüten einer Bewegung der Segmente.

Die Deckplatten 13 haben axiale Außenflächen 17, welche unmittelbar andere Bremsenteile erfassen oder, wie in

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Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, Reibbeläge haben können, die an ihnen, etwa durch Sintern, befertigt sind. Die Beläge 18 können der im USA-Patint 2 966 737 beschriebenen Art sein.

Von den radialen Kanten 16 der Deckplatten 13 erstrekken sich über den Umfang Ansätze oder Nasen 19· Die Ansätze 19 entsprechend benachbarter Deckplatten 13 liegen in derselben Ebene und sind deshalb eingepaßt, wie Fig. 1 zeigt. Eine Deckplatte 13 hat einen mittleren Ansatz 21, während die benachbarte Deckplatte an derselben

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Seite der Soheibeneinheit 10 voneinander entfernte Ansätze22 und 23 hat. Zwischen dem mittleren Ansatz 21 und den entfernten Ansätzen 22 und 23 iat genügend Spiel vorgesehen, um eine Relativbewegung zu gestatten, die sich aus einer Wärmeausdehnung und -zusammenziehung der Bremsenteile ergibt»

Die Ansätze 19» die sich von einem Ende jedes Paars Deckplatten 13 erstrecken, haben einen mittleren Ansatz 21, der von einer Deckplatte vorsteht, und im Abstand liegende Ansätze 22 und 23» die von der anderen Deckplatte vorstehen. Diese Ansätze 19 überlappen die entsprechenden Ansätze von gleicher Gestalt, die von einem benachbarten Paar Deckplatten 13 vorstehen. Die Gesamtstärke der überlappenden !anätze 19 ist deshalb nur gleich der doppelten Stärke einer der Deckplatten 13, und nicht der vierfachen, wie es der Fall wäre, wenn keine überlappenden, dazwischen gepaßte Ansätze verwendet würden·

Sin Armkreuz 24 hält die Deckplatten 13 zusammen und besitzt einen Kreisring 25 mit Paaren radial verlaufender Halteglieder, wie Armen 26, welche die Ansätze 19 einschließen· Eine radiale'Auswärtsbewegung der Deckplatten 13 wird von den Ansätzen 19 verhindert, die Verbindungsflansche 27 an den radial äußeren Enden der Arme 26 erfassen, während eine Umfangebewegung der Deckplatten 13 durch einen Singriff der radialen Kanten 16 der Deckplatten mit Kanten 28 der Arme begrenzt wird.

Das Armkreuz 24 kann aus zwei Armkreuzstanzteilen 29 und 31 zusammengesetzt sein, die durch Niete 32 radial ein-

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wärts von der Innenkante 14 der Deckplatten 13 und Niete

33 radial auswärts von der Außenkante 15 der Deckplatten verbunden oder miteinander "befestigt sind.

Die Außenteile oder Enden 34 der Arme 26 können gewünschtenfalls als Antriebskeile benutzt werden, wenn das Reibungsglied als Rotorscheibe, beispielsweise in eine Hochleistungsscheibenbremse, wie sie in Flugzeugen benutzt werden, verwendet werden soll. Bei dieser Anwendung würde die Reibscheibeneinheit 10 axial in den Drehteil (üblicherweise das Rad oder mit dem Rad verbundene Teile) gesetzt, wobei die ^nden 34 in komplementär ausgestaltete Ausnehmungen in den Drehteilen keilartig eingreifen. Unter diesen Umständen wird das Drehmoment auf die Enden

34 der Arme 26 von dem Drehteil und von diesem wiederum auf die Deckplatten 13 durch den Eingriff der Armkanten 28 mit den radial Kanten 16 der Deckplatte übertragen«.

In Fig. 4 ist eine Abwandlung wiedergegeben, tbei der die Arme 26' eines Armkreuzes 24' miteiander durch Mete

35 befestigt sind, die an einer Stelle zwischen der radial inneren Kante 14' und der radial äußeren Kante 15' der Deckplatten 13* sitzen. Dementsprehend haben die mittleren Ansätze 21* Öffnungen 26, durch welche die Meten 25 hindurchgehen könen. Der Ring 25' des Armkreuzes hat axiale Schlitze 36 an der radialen Innenkante für einen Eingriff mit -^eilen eines (nicht gezeichneten) die Drehung übertragenden Gliedes, etwa eines Torsionsstabs eines Flugzeugfahrwerks. Bei dieser Konstruktion ragen die Arme 26' nicht über die radial äußere Kante 15 der Deckplatte 13' hinaus und bieten eine Konstruktion, die besonders für die Verwendung als Stator geeignet ist.

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Sin Reibbelag 18 ist an des Deckplatt en 13' befestigt , die die Segmente 11 in Stellung halten und überlappende, ineinanderpassende Ansätze 19* haben. Die Arme des Armkreuzes 26* schließen die Ansätze 19' ein, welche von den Rieten 35 und auch den Nieten 37 zusammengehalten werden, welche durch den -^reisring 25' des Armkreuzes gehen.

Eine weitere Abänderung der Verkleidungen ist in Pig. 5 gezeigt, in der jede der Deckplatten 13" einen über den Umfang verlaufenden, äußeren Ansatz 38 hat, der von einer radialen Kante 16" abgeht, und einen inneren Ansatz 39 besitzt, der über den Umfang von einer radialen Kante an dem andern Ende der Deckplatte verläuft. Diese Ansätze 38 und 39 haben Ausnehmungen 41 und 42 an den Mittelkanten 43 und 44, durch welche die Mieten 35 hindurchgehen können. Die Deckplatte 13^M kann auch einen Reibbelag 18 tragen.

Bei der Abänderung der Pig. 5 sitzen die von einem Ende eines Paares Deckplatten 13^M in axialem Abstand ausgehenden Ansätze 19^N an Stellen in radialem Abstand und überlappen die von am Umfang benachbarten Deckplatten ausgehenden Ansätze. Diese Ansätze 19^M werden zwischen Armen 26· gehalten, die durch Nieten 35 miteinander und mit dem Ring 25' des Armkreuzes 24' in einer Konstruktion verbunden sind, die der in Pig. 4 gezeigten gleich ist.

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Claims (1)

1. Ansprüche s

   1· Aus Segmenten bestehendes Reibungsglied für Bremsen oder Kupplungen mit am Umfang unterteilten Segmenten aus wärmeschluckendem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dafl jedes Segment (11) eine» Verkleidung (13) aus verschleißfestem, hochbeanspruchbarem Werkstoff zum Halten des Segments und zum Bedecken wenigstens einer axialen Segmentflache und die Verkleidung über den Umfang verteilte An- , Sätze (19» 19', 19") an den radialen Kanten, die sich zu dem benachbarten Segment erstrecken, sowie paarweise radial verlaufende Halteglieder (26) hat, die in den Zwischenräumen zwischen den Segmenten (11) angeordnet sxsd: und an beiden Seiten der Verkleidungeansätze vorgesehen sind, um die Ansätze in Stellung zu halten, wobei jedes Paar radial verlaufender Ansätze miteinander und einem umlaufenden oder nicht umlaufenden Teil zum Übertragen des Drehmoments auf eine Verkleidung oder von ihr bei einem Reibungeeingriff der Verkleidungen (13) mit anderen Bremsenteilen verbunden ist.

   2· Reibungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein'Paar Verkleidungen beide axialen Flächen eines jedes Segments (11) bedeckt.

   3· Reibungeglied nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daB jedes Paar Halteglieder (26) an Stellen sitzt, die radial einwärts und radial auswärts Abstani von den Ansätzen (19, 119', 19") der Verkleidungen haben.

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   4. Reibungsglied nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar Halteglieder (26) an einer Stelle zwischen den radial Anneren und radial äußeren Kanten der Verkleidungen (13) sitzt·

   5· Reibungsglied nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (19, 19', 19") der am Umfang benachbarten Verkleidungen (13) überlappt angeordnet sind.

   6. Reibungeglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (19, 19'» 19") einer Verkleidung (13) jedes Paars von Verkleidungen radial gegenüber den Ansätzen (19, 19'» 19") der anderen Verkleidung an der gleichen radialen Kante versetzt sind, um nur eine von jedem Segment (11) ausgehende Werkstoff stärke und dadurch eine

   Verbindung zwischen benachbarten Verkleidungen (13) mit einer Gesamtstärke zu bilden, die zwei Stärken der Verkleidungen gleich ist.

   7· Reibungeglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verkleidung 4:13) eines jeden Paars am Umfang Ansatz· (19, 19', 19") an radial entfernten Stellen und die andere Verkleidung des Paars einen mittleren Ansatz (21') an der entsprechenden radialen Kante zwischen den Ansätzen der ersten Verkleidung hat.

   8· Reibungeglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar Halteglieder (26) an einer Stelle zwischen den radial inneren und radial äußeren Kanten der Verkleidungen sitzt und daß der mittlere Ansatz (21·) eine öffnung hat, durch die Befestigungsmittel (35) hindurohgehen können·

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   BAD ORlQlNAL

   9. Keibungdglied nach. Anspruch 7, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ansätze (19, 19¹, 19") der Verkleidungen (13), die eine axiale Fläche der Segmente (11) bedecken, in einer ""bene liegen, daß die Ansätze der Verkleidungen, welche die anderen axialen Flächen der Segaente bedekken, in einer anderen Ebene liegen und daß die Ansätze benachbarter Verkleidungen in gleichen Ebenen ineinander greifen.

   10. Reibungsglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verkleidung (13) einen äußeren Ansatz (19') an einer radial außenliegenden Stelle und die andere Verkleidung einen Inneren Ansatz an einer radial einwärts liegenden Stelle und in radialem Abstand von dem äußeren Ansatz hat.

   11· Reibungsglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Saar Halteglieder (26) an einer Stelle zwischen den radial inneren und äußeren Kanten der Verkleidungen (13) sitzt und Befestigungsmittel (35) hat, die durch eine öffnung zwischen dem inneren und dem äußeren Ansatz gehen·

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