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Scheibenbremse für Fahrzeugräder, insbesondere für Flugzeugräder Die
Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse für Fahrzeugräder, insbesondere für
Flugzeugräder, mit wenigstens einer vom Rad mitgedrehten Bremsscheibe, bei der die
hydraulischen Antriebsmittel für die Bremsbetätigung mi- einerdie Radnabe umschließenden
Manschette angeordnet sind und bei der zum Anpressender Belagträger auf einer von
der Manschette getragenen Stange angelenkte Kipphebel dien-en, -die an einem Ende
mit den Antriebsmitteln und am anderen Ende mit den Belagträgem in Verbindung stehen.
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- Für die Beherrschung der beiderartigen Scheibenbremsen, insbesondere
bei den für sehr hohe Brems,-Icistungen- vorgesehenen Scheibenbremsen für Flugzeugräder,
auftretenden Wärme sind zwei Probleme wesentlich. Einerseits ist es erforderlich,
die beim remsen erzeugte Wärmeinen-ge möglichst wirksam von der Breinsscheibeabzuführen,
um eine zu starke und damit zu Beschädigungen führende Erwärmung der Bremsscheibe
zu vermeiden. Andererseits müssen die hydraulischen Antriebsmittel und die Lagerungen
der Bremsteile. vor zu großen Wärmtentwicklungen geschützt werdefi, da diese Teile
sonst in ihrer Funktionstark-beeinträchtigt werden. Zur Verringerung der Wärmeentwicklung
in der Bmmsscheibe ist es möglich, eine größere Anzahl von Bremsscheiben in einer
Scheibenbremse zu verw-enden. Dies bringt jedoch dei! schwerwiegenden. Nachteil
eines großen Teile- und Konstruktionsaufwandes mit sich. Der Nacht - eil
eines zu großen Wärmeübergangs auf die hydraulischen* Antriebsmittel und die Lagerungen
bleibt bei dieser Lösung jedoch bestehen. Ein anderer Weg wäre die Ableitung
der Wärme aus der Breinszoue in die Bremsbeläge und dereii-Träger. Merdurch könnten
zwar die Bremsscheiben von der zu starken. Wä#rmeentwicklun.g befreit werden, jedoch
beste ' ht weiterhin die wesentlicheSchwierigkeit, daß die abgelleitete Wärme
wieder zu den stark wärmeeinpfindlichen hydraulischen Antriebsmitteln und den Lagerungen
weitergeleitet wird und diese Bauteile in ihrereinwändfreien Funktion beeinträchtigt
werden. Die übliche Verwendung von Belagträgern mit verhältnismäßig gemiger Wärme-Ieitfähigkeit
läßt außerdem eine ausreichende Wärmeabfuhr aus der Bremszone nicht zu.
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Bei einer bekannten Scheibenbremse der,eingangs angegebenen Art weisen die
B6lägträger im Vergleich zu den Bremsbelägen eine wesentlich- kleinere Masse auf,
südaß die Wärmespeicherfähigkeit dieser B6lagträger verh#ältii#sin-äßi gering ist.
'Es verbleibt ig daher,ein wesentlicher 'Yeil der b6nn Bremsvorgang erzeugten Wärme
in der Breinszone, d. h. in der Scheibe undden Bremsbelägen mit den geschilderten
nachteiligen Wirkungen. Darüber hinaus sind bei der bekannten Scheibenbreinsedie
Belagträger einerseits an der die Radnabe umschIleßenden Manschette und andererseits
an den belagseitigen Enden der Kipphebel angelenkt, :so daß ein verhältnismäßig
starker Wärmeübergang in diesen Gelenken stattfindet, sb daß die 4ydraulischen Antriebsmittel
und die Lagerungen von der in die Belagträger abgeführten Wärme, in der beschriebenen
nachteiligen- Weise beeinflußt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Scheibenbremse
der eingangs angegebenen Art die geschilderten Nachteile zu vermeiden und durch
eine besondere Gestaltung und Werkstoffwahl der verwendeten Baut-eile und deren
Verbindungen die Erfordernisse der Wärmebeherrschung, insbesondere bei hohen Bremsleistungen,
zu erfüllen. Dies wird nach der Erfindung -dadurch erreicht, daß-,die Belags träger
aus einem Material mit hohem Wärmespeichervermögen bestehen -und eine im Vergleich
zu den Bremsbelägen größere Masse aufweisen, daß die Be-Iagträger auf der die Kipphebel
tragenden Stange quer zur Breinsscheibe verschiebhar gefübxt sind und sich in Richtung
zur Radnabe über die Bremsbeläge und die Stange hinaus erstrecken und daß sich die
ICipphebel an den Belagträgern Iinienförmig ohne weitere Verbindung, abstützen.
Durch die AusbiI-dung der Belagträger aus einem Material mit hohem Wärmespeichervermögeir,
die gewählte große Masse
dieser Belagträger und die erhebliche Erstreckung
der Belagträger in Richtung zur Radnabe wird die erste Bedingung für die Wärmebeherrschung
erfüllt, da der größte Teil der in der Brqmszone erzeugten Wärme in diese Belagträger
abgeführt wird. Durch die Führung der Belagträger auf der die Kipphebel tragenden
Stan-ge#,.-und die geschilderte Abstützung der Kipphebel wird die zweite Bedingung
für die Wärinebeherrschtuig -erfüllt, da durch diese Bauweise die Ableitung der
in.den Belagträgern gespeicherten Wärme, zu den empfindlichen hydraulischenAntriebsmitteln
und den Lagerungen weitgehend verhindert. Mit Hilfe der Erfmd:ung wird daher eine
so weitgehende Beherrschu zder beini Bremsvorgang erzeugten-Wärme erzielt, daß die
Scheibenbremse auch für sehr hohe Bremsleistungen, insbesondere bei Flugzeugrädem,
eingesetzt werden kann, dabeii aber die erforderliche Anzahl-. der Bremsscheiben
klein gehalten und somit der bauliche Aufwand gering gehalten werden kann. Die Wahl
des Materials für die Belagträier als ein Material mit hohem Wärmespeicliervermögen
ermöglicht es, bei der Ausführung#von leichten Scheibenbremsen auf die Verwendung
des sonst üblichen Grundstoffes Beryllium für die Bremsscheiben selbst zu verzichten.
Die Verwendungdieses Metalls für die-..Brenisscheiben ist bekanntlich gefährlich,
weil durch die Reibung, der die Bremsscheiben beim Bremsen - uinterliegen,
ein Staub dieses Materials gebildet wird, der ein Giftdarstellt. Bei den aus Beryllium
bestehenden Bremsscheiben ist daher ein überziehen der, Br6msscheibe mit einem anderen
Werkstoff notwendige- was ein schwieriges und kostspieliges Herstellungsverfahren
mit sich bringt. Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung ebenfalls beseitigt,
da- die Bremsscheibe von der Wärmespeicherung-,entlä#te't" wird. Dagegen können
erfindungsgemäß die Vorteile des Werkstoffs Beryllium für die größere Masseder Belagträger
voll und ganz #nisgenutzt werden, indem die Belagträger aus Beryllium oder einer
Berylliumlegierung bestehen. Die geschilderte Gefahr der Erzeugung eines giftigen
Be# tylliumstaubes besteht hierbei nicht, da die Belag'-träger keiner Reibung unterworfen
sind.
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Es ist an sich grundsätzlich bekannt, die Bremsscheiben bei Scheibenbremsen
aus einem Werkstoff mit großer Wärmespeicherfähigkeit, insbesondere aus Leichtmetallen,
herzustellen, wozu sich an sich auch das Beryllium wegen seinet bekannten Eigenschaften
eignet. Für die geschilderteerfmdungsgemäße Verei-#iigung der ents'prechenden WerkstoffWahl
für die Belagträger und deren besondere geschilderte Anordnung ist jedoch aus diesen
bekannten Vorschlägen keine Anregung zu entnehmen.
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Nach einer Ausführungsforin der Erfindung sind die Belagträger zu
einer ringförnugen nicht umlaufenden Anordnung zusämmengefaßt und zwischen den Bremsbelägen
in dieser'nicht umlaufenden Anord-Üung zur Achse radial verlaufende örtliche Ausnehmungen
vorgesehen'. Dadurch wird einerseits eine geschlossene und mechanisch sicher und
einfach zu haltende und zu führende Baueinheit für die Belagträger geschaffen, andererseits
die zur stetigen ganzflächigenAnlage der Belagträger an derBrenisscheibe trotz etwaiger
Uhehenheiten der Bremsscheibe erforderliche gegenseitige Beweglichkeit der einzelnen
Belagträger gewährleistet.
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Zur Erhöhung der-Speicherfähigkeit der Belagträger sind ferner gemäß
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in den Belagträgern Räume zur Aufnahme
von Kühlmitteln vorgesehen. Die Hohlräume können von einer Kühlflüssigkeit durchströmt
werden, wobei die Zusammenfassung der Belagträger in der ringförmigen nicht umlaufenden
Anordnung die Leitungsführung wesentlich erleichtert. Es können aber auch in den
Hohlräumen zur Wärmeabsorption schmelzende Salze oder verdampfende Flüssigkeiten
vorgesehen sein.
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Um Radscheibe und -felge gegen die bei starker Erwärmung der Belagträger
entstehende Strahlungswärme zu schützen, ist nach einer weiteren Ausführungsform
in dem freien Raum zwischen Bremse einerseits und Radscheibe und -felge andererseits
und im Abstand vonder Radscheibe, und der Radfelge ein Schutzschirm angeordnet,
der der Form des von Scheibe, und Felge gebildeten Hohlraumes angepaßt ist. Dieser
Schutzschirm besteht zweckmäßig aus Titan. In dem freien Raum zwischen Bremse und
Radscheibe und -felge besteht so einLuftpolster, das durch das umlaufende Rad in
Rotation versetzt wird. Das Luftpolster vergrößert die wärmedämmende Wirkung. Zur
Erhöhung dieser wärmedänimenden Wirkung kann der Schutzschirm auch mit einer wärmed4mmenden-Verkleidung
versehen werden.
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In der Zeichnung sind zwei A-4sführungsbeisp1*--,lizder Erfindung
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Draufsichfauf eine Hälfte der ersten Ausführungsform
der Scheibenbremse, - F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie
H-11 der Scheibenbremse nach F i g. 1>-
F i g. 3 eine Axialschnittansicht
einer Hälfte einer zweiten Ausführungsform der Scheibenbremse, Fig. 4 eine schematische
Schnittaiisicht eines Belagträgers mit Räumen zur Aufnahme von Kühlmitteln.
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Die F i g. 1 bis 3 zeigen die Achse 1 des Rades
2, das nur. teilweise dargestellt ist. - Die Achse 1 ist am Ende eines
Federbeines 3 befestigt.
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Die Zweischeibenbremse nach den F i g. 1, 2 und 4 weist im
Innenraum 4 d -er Felge zwei Bremsseheiben 5 'auf, die durch das Rad
mitgedreht werden durch Führungsbahnen 6, längs denen die Bremsscheiben parallel
zur Radachse verschiebbar sind. Zu beiden Seiten der einzelnen Bremsscheiben sind
Belagträger 7 und 8 angeordnet, die auf Stangen 9 quer zur
Bremsscheibe verschiebbar geführt sind, die voneinander den gleichen Abstand haben
und von der Nabenachse x.-,c gleich weit entfernt sind. Die Stangen 9 gehen
durch die Fortsätze 11 einer die Radachse 1 umschließenden Manschette
12 hindurch. Auf den Belagträgern 7 und 8 sind ohne UnterbrechÜng
der Kontinuität, z. B. durch Lötung oder Frittung, Bremsbeläge 10 befestigt.
Diese Bremsbeläge sind gefrittet auf der Grundlage,eines gut wärmeleitfähigen Metalls,
beispielsweise Kupfer. Die Belagträger 7 und 8 bestehen aus Beryllium.
Die Bremsbeläge haben vorteilhaft die in F i'g. 1 gezeigte Form,
d. h., jede von ihnen ist begrenzt durch eine nahe dem Außenrand des Belagträgers
laufende Umfangslinie, durch zwei zum Mittelradius symmetrische und parallele Geraden
und eine zudiesen rechtwinklig laufende Gerade.
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Die äußeren Belagträger7 tragen einen Bremsbelag -auf ihrer Innenseite,
während der zwischen den Brenisscheiben liegende Belagträger 8 auf jeder
Seite einen Bremsbelag trägt.
In der Manschette 12 sind Bohrungen
13 vorgesehen, ;die den einander gegenüberliegenden Kolben 14 als Zylinder
dienen. Auf jedem Ende der Stange 9
ist ein Kipphebel 15 angebracht,
der um die Achse 151 schwenkbar ist und dessen den Kolben 14 und den Fortsätzen
16 gegenüberliegende Flächen gewölbt sind. Die Fortsätze 16 auf der
Rückseite der Belagträger7 liegen den Mitten der Bremsbelagsflächen gegenüber. Der
Einlaß von Druckluft in die Zylinder zwischen den beiden Kolben bewirkt ein Auflegen
der Kipphebel 15 auf die Fortsätze 16 und darauf die Verschiebung
der Belagträger7 in Richtung auf den Belagträger 8, der durch Ringe
17 festgehalten wird. Dadurch ergibt sich, daß alle Btems#eläge
10
auf alleä Bremsseheiben 5 reiben. Die Belagträger sind zu einer
ringförmigen nichtumlaufenden Anordnung zusammengefaßt. Damit sich die Bremsbeläge
trotz eventueller Unebenheiten mit ihrer ganzen Fläche gegen die Bremsscheiben legen
können, sind die zwischen den Bremsbelägen bestehenden Verbindungen der Belagträger
biegsam, infolge zwischen den Bremsbelägen in der nicht umlaufenden Anordnung
vorgesehene
zur Achse radial verlaufende örtliche Ausnehmungen18 und 19.
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Bei der Einscheibenbremse nach F i g. 3 ist die Bremsscheibe5
längs den Führungsbahnen6 bewegbar. Bei dieser Bremse ist pro Bremseinheit nur ein
Kolben 14 vorgesehen, der in dem in die Manschette 1.2 eingelassenen Zylinder
13 verschiebbar ist. Durch die Fortsätze 11 gehen Stangen 9 hindurch,
die mit Muttern 21 festgelegt sind. Jede Stange 9 hat hier nur einen Kipphebel
15, dessen eines Ende sich in Richtung auf die Bremsscheibe 5 bewegt,
wenn der Kolben14 auf das andere Ende des Kipphebels drückt. Die Bremsbeläge
10 sind auf die aus Beryllium bestehenden Belagträger7 aufgelötet. Der geaen
den vor ihm liegenden Belagträger7 wirkende Schuh ;des Kipphebels verschiebt sowohl
den Belagträger wie auch die Bremsscheibe,5 in Richtung auf den anderen, durch den
Anschlag 20 festgelegten Belagträger7. Dadurch werden beide Bremsbeläge in reibende
Berührung mit der Bremsscheibe gebracht.
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F i g. 4 zeigt als Beispiel einen Belagträger 7 mit
Räumen 22, 23, durch die ein flüssiges oder gasförnüges Kühlmittel strömen
kann, oder die ein-Salz enthalten können, das bei der von den Belagträgern erreichten
Temperatur schmilzt, oder auch eine Flüssigkeit, die bei dieser Temperatur verdampft.