DE1221503B - Reilbscheibe fuer Kupplungen und Bremsen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Reibscheibe für Kupplungen und Bremsen und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine Reibscheibe für Kupplungen und Bremsen mit einer kreisringförmigen Scheibe aus Stahlblech als Reibbelagträger, der durch radiale, an ihren Enden kreisförmig erweiterte Schlitze in gleich große Segmente aufgeteilt ist und mindestens auf einer Stirnseite einen ebenfalls in Segmente aufgeteilten aufgesinterten metallischen Reibbelag aufweist, dessen radiale Breite größer ist als die radiale Tiefe der Schlitze.
• Derartige Reibscheiben sind an sich bereits bekannt. Sie sind außer für hochbeanspruchte Kupplungen besonders geeignet für Scheibenbremsen, wie sie zum Abbremsen großer Massen in sehr kurzer Zeit, beispielsweise zum Abbremsen von Flugzeugen, benötigt werden. Diese Scheibenbremsen weisen zumeist mehrere wechselseitig ineinandergreifende Reibscheiben auf, von denen der eine Teil mit dem umlaufenden Rad und der andere Teil mit der Radachse bzw. entsprechenden anderen feststehenden Teilen an der Radachse verbunden ist. Die Reibscheiben sind dabei an ihrem inneren oder äußeren Umfang beispielsweise durch Keilführungen gehalten, die lediglich zum Bremsen und zum Lösen der Bremse ein Verschieben der Scheiben in axialer Richtung zulassen. Um zu vermeiden, daß die Reibscheiben durch die Reibungshitze während des Bremsvorganges so stark verformt werden; daß sie eine schalenförmige Gestalt annehmen, sind sie an ihrem Innen- oder Außenumfang mit den bereits oben erwähnten radialen Schlitzen versehen. Der aufgesinterte metallische Reibbelag dient in bekannter Weise dazu, die günstigsten Bremseigenschaften bei tragbaren Scheibenverschleiß zu gewährleisten. Das Aufsintern des Reibbelages erfolgt jedoch bei hohen Temperaturen und kann daher eine Schwächung des Reibbelagträgers zur Folge haben, denn dieser kann durch Erhöhung seines Kohlenstoffgehaltes bzw. durch Veränderung seiner metallurgischen Eigenschaften während des Aufsinterns spröde und brüchig werden, und zwar insbesondere dort, wo der Querschnitt der Scheibe vermindert ist, wie in der Nähe der spannungslösenden Kerben. Diese Gefahr besteht auch dann, wenn - wie bei einer bekannten Ausführungsform - zwar die radialen Schlitze am Ende kreisförmig erweitert sind, jedoch die einzelnen Reibbelagsegmente mit ihren radial verlaufenden Kanten bis an die runde Erweiterung am Ende eines jeden der radialen Schlitze heranreicht.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die mit dem Aufsintern der Reibbeläge verbundenen Möglichkeiten zu metallurgischen Umwandlungen zu beseitigen, und zwar die Wanderung von Bestandteilen der gesinterten Reibbeläge in den Reibbelagträger gerade an den Stellen zu verhindern, an welchen große Festigkeit und Dauerhaftigkeit verlangt werden, und eine Reibscheibe von hoher Lebensdauer zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reibbelagsegmente sowohl im Bereich der den Schlitzen radial gegenüberliegenden Stege des Reibbelagträgers als auch in einem Teilbereich der Schlitze gegenüberliegend gleich große Aussparungen aufweisen, auf denen der Abstand zwischen den Reibbelagsegmenten in Umfangsrichtung gesehen breiter ist als die erweiterten Enden der Schlitze. Im Anschluß an die Aussparungen schneiden dann die Kanten der Reibbelagsegmente mit den Kanten der Schlitze ab. Derartige Reibscheiben können erfindungsgemäß so hergestellt werden, daß der Reibbelag in Form eines ringförmigen Preßlings, der entsprechend der Anzahl der Schlitze des Reibbelagträgers mit mehreren gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Aussparungen versehen ist, durch Aufsintern mit dem Reibbelagträger so verbunden wird, daß zunächst ein der Erweiterung abgewandter Teil eines jeden Schlitzes des Reibbelagträgers durch den Reibbelag überdeckt ist und daß dann dieser Reibbelag im Bereich eines jeden Schlitzes entfernt wird.
• Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Reibbelagsegmente wird erreicht, daß eine Kohlenstoffanreicherung oder eine andere metallurgische Umwandlung im Bereich der Stege weder durch die Anwesenheit eines Legierungselements aus dem Sintermaterial noch durch die zum Aufschmelzen bzw. Aufsintern der Reibbeläge auf den Reibbelagträger aufzuwendende Hitze oder etwa durch die beim Bremsvorgang entwickelte Wärme stattfinden kann.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt F i g. 1 eine teilweise dargestellte Bremsscheibe in der Ansicht, F i g. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie 2-2 in F i g. 1 und F i g. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie 3-3 in Fig. 1.
• In der Zeichnung ist eine Bremsscheibe l dargestellt mit einem kreisringförmigen, als Scheibe ausgebildeten Reibbelagträger 2, der mehrere nach außen hin offene Randausnehmungen 3 für eine Vielkeilführung sowie mehrere zu seinem inneren Umfang hin- offene spannungslösende, radial verlaufende Schlitze 4 aufweist. Der Reibbelagträger 2 kann aus Stahlblech mit geringem Kohlenstoffgehalt bestehen. Ein geeigneter Stahl würde z. B. neben dem Grundbestandteil Eisen 0,5 bis 1,0 % Nickel, 0,25 bis 0,6% Kupfer und 0,1 bis 0,12% Kohlenstoff enthalten.
• Die Randausnehmungen 3 und die spannungslösenden Schlitze 4 können durch Ausstanzen oder Ausscheiden aus dem ringförmigen Reibbelagträger 2 gebildet sein.
• Reibbeiagssegmente 5, 6 aus gesintertem Eisenmaterial bilden die Reibflächen der Bremsscheibe 1 über einen kreisringförmigen Teil derselben, der durch die Schlitze 4 unterbrochen ist, wobei die radiale Breite der Reibbelagsegmente 5, 6 größer ist als die radiale Tiefe der Schlitze 4. Die Reibbelagsegmente 5, 6 sind aus pulverförmigem Material zunächst als zusammenhängender ringförmiger Preßling in bekannter Weise unter Einwirkung von Hitze und Druck hergestellt. Eine zum Herstellen der Reibbeläge geeignete Pulvermischung kann neben dem Hauptbestandteil Eisen 3 bis 8% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,75% Molybdän, 0,15 bis 0,6% Mangan, 0,05 bis 0,15% Nickel, 0,05 bis 0,20% Silizium und 0,05 bis 0,20% Chrom enthalten.
• Um für eine ausreichende Biegsamkeit des Reibbelagträgers 2 bzw. der Bremsscheibe 1 im Bereich der Stege 7 zu sorgen, ist der zunächst ringförmige Reibbelagpreßling an mehreren Stellen seines Außenumfangs mit Aussparungen 8 entsprechend dem Abstand der Stegteile 7 versehen. Diese Aussparungen 8 haben eine größere Breite als die abgerundeten Enden, der Schlitze 4, um das gesinterte Material in einem genügenden Abstand von den Stegen 7 zu halten und so während des Aufsinterns des Reibbelagpreßlings auf den Reibbelagträger 2 das Wandern von Bestandteilen aus jenem in die Stegabschnitte 7 zu verhindern. Die Aussparungen 8 sind aus diesem Grunde auch in radialer Richtung tief genug ausgeführt, und zwar ist die Konstruktion derart, daß während des Aufschmelzens oder Aufsinterns des Preßlings an den Reibbelagträger 2 oder während irgendeiner nachfolgenden Wärmebehandlung oder einer anderen Erhitzung der Bremsscheibe irgendwelche Bestandteile der gesinterten Reibbeläge von den den spannungslösenden Schlitzen 4 gegenüberliegenden Stegen 7 so weit entfernt sind, daß im wesentlichen keine Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes im Bereich der Stege 7 eintritt und diese ihre ursprüngliche Biegsamkeit und Festigkeit behalten.
• Die Bremsscheibe mit den daran gesinterten Reibbelägen kann wärmebehandelt werden, um für die gewünschte Härte der Reibflächen zu sorgen. Sodann wird sie an ihren flachen Stirnseiten auf die gewünschte Stärke geschliffen. Der Reibbelagpreßling überbrückt nach dem Aufschmelzen oder Aufsintern auf den Reibbelagträger 2 noch dessen Schlitze 4 an dem der Erweiterung abgewandten Teil. Diese überbrückenden Teile werden dann entfernt, wodurch erst die einzelnen Reibbelagsegmente 5, 6 gebildet werden, von denen jedes im mittleren Bereich zwischen den Schlitzen 4 radial breiter ist als die radiale Tiefe der Schlitze 4, aber im Bereich der Aussparungen 8 Abschnitte von geringerer radialer Breite als die Tiefe der Schlitze aufweist.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Reibscheibe für Kupplungen und Bremsen mit einer kreisringförmigen Scheibe aus Stahlblech als Reibbelagträger der durch radiale, an ihren Enden kreisförmig erweiterte Schlitze in gleich große Segmente aufgeteilt ist und mindestens auf einer Stirnseite einen ebenfalls in Segmente aufgeteilten aufgesinterten metallischen Reibbelag aufweist; dessen radiale Breite größer ist als die radiale Tiefe der Schlitze, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Reibbelagsegmente (5, 6) sowohl im Bereich der den Schlitzen (4) radial gegenüberliegenden Stege (7) des Reibbelagträgers (2) als auch in einem Teilbereich der Schlitze gegenüberliegend gleich große Aussparungen (8) aufweisen, mit denen der Abstand zwischen den Reibbelagsegmenten in Umfangsrichtung gesehen breiter ist als die erweiterten Enden der Schlitze.
2. 2. Reibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Reibbelagseb mente (5, 6) im Anschluß an die Aussparungen (8) mit den Kanten der Schlitze (4) abschneiden.
3. 3. Verfahren zum Herstellen einer Reibscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag in Form eines ringförmigen Preßlings, der entsprechend der Anzahl. der Schlitze (4) des Reibbelagträgers (2) mit mehreren gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Aussparungen (8) versehen ist, durch Aufsintern mit dem Reibbelagträger so verbunden wird, daß zunächst ein der Erweiterung abgewandter Teil eines jeden Schlitzes des Reibbelagträgers durch den Reibbelag überdeckt ist, und daß dann dieser Reibbelag im Bereich eines jeden Schlitzes entfernt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 856 538; britische Patentschrift Nr. 747 234; USA.-Patentschriften Nr. 2 519 865, Z'/ 3 8 864.