DE1917554A1 - Reibscheibensegment fuer Bremsen und Kupplungen - Google Patents

Description

Dr.-Ing. P.E. Holzhäuser
Dipl.- Met. W. Goldbach

Pat entanwält e
605 Offenbach a«M.
Herrnstr. 37

THE B.P. GOODRICH GOMPAHY
Akron, Ohio,- V.St.A.

B-eibacheibensegmAnt für Bremsen und Kupplungen.

Die Erfindung bezfeht sich auf Reibscheibensegmente, insbesondere zur Verwendung bei Reibscheiben oder Reibungskupplungen. Ein Segment gemäß der Erfindung wird üblicherweise als ein Teil der Reibungskupplung oder -bremse verwendet. Der zusammengesetzte Teil kann als die sogenannte Wärmeabfuhrscheibe bei starken Bremsen dienen oder als der den Belag tragende Teil der gleichen Bremsnanlage oder als beides verwendet werden. In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung in Bezug auf einen Bauteil. erläutert, der als umlaufende Wärmeabfuhrscheibe bei sehr starken Bremsen für Flugzeuge zu benutzen ist.

Vor mehr als 30 Jahren hat man erkannt, daß zusammengebaute Reibungssegmente bei einer sehr starken Bremse verwendbar sind, um die Schwierigkeiten zu überwinden, die durch Hitzeverzug und das Rissigwerden einiger damals üblicher, fester Bremsscheibenteile auftraten. Einige bekannte Formen zusammengesetzter Scheibenteile sahen für eine fast vollständige freie Beweglichkeit der einzelnen . Segmente nur eine Verbindung der Segmente miteinander

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durch lose eingesetzte Keile vor, die von einem Segment in das nächste ragten. Diese Verbindungen vermeiden in befiriedigender Weise die Schwierigkeit des Hitzeverzugs, sind aber für den praktischen Gebrauch völlig unzulänglich, weil sie gewöhnlich keine innere Festigkeit haben und infolgedessen sehr schwer zusammenzusetzen und zu warten sind. Außerdem befinden sich die Keile in diesen zusammengesetzten Scheiben in dem sogenannten "bestrichenen" Bereich und unteriLiegen damit einer großen Hitze an den

" Reibungsflächen der Bremsenteile, woraus sich eine Beschädigung der Keile und der mit ihnen verbundenen Teile der Scheibe ergibt. Ein großes Problem der durch Keile verbundenen Segmentscheiben war das notwendige Fehlen der G-rössengleichheit eines treibenden Ansatzes gegenüber einem anderen in der zusammengesetzten Scheibe. Die Antriebsklauen bestehen gewöhnlich bei diesen Bremsvorrichtungen aus einem Stück mit den Segmenten, und wenn die Segmente sich unter dem Hitzeeinfluß verziehen, neigen diese Antriebsklauen häufig dazu, sich an den benachbarten verkeilten Teilen, wie den Radantriebsklauen, festzufressen

. und eine wirkungsvolle Betätigung der Bremse zu unterbinden. Andererseits können sich die Segmente durch Hitzewirkung so verziehen, daß nur einige aller Äntriebsklauen in Triebverbindung stehen, woraus eine Überlastung und Zerstörung der einzelnen Klauen folgt.

Um die erwähnten ffachteile der durch Keile verbunden Segmentscheiben zu vermeiden, aber die Vorteile der ■Unterteilung des größeren Teils der Anlage beizubehalten, wurde vorgeschlagen, die einzelnen Segmente auf ein Traggerüst zu setzen, das einen durchgehenden Ring mit oder ohne

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einzelne ^Antriebsklauen hat, die mit dem Ring statt mit den Segmenten verbunden sind. Bei diesen Konstruktionen wird ein Festfressen der Antriebsklauen im allgemeinen durch die sich ergebende Flächenstabilität von einer klaue zur anderen vermieden, doch stellen diese Honstruktionen mehr oder weniger einen Rückschritt von dem Gedanken der Anwendung einzelner, ungehinderter Scheibensegmente dar. Die runden Traggerüste selbst können beispielsweise einer Verzerrung durch Hitze unterliegen, und allgemein ist die Einrichtung verwickelter und dadurch teurer als die früheren verkeilten Segmentausführungen. Um die Segmente mit dem starren Traggerüst zu verbinden, müssen außerdem die Segmente gewöhnlich hinterschnitten oder an mehreren' Stellen genutet werden, um sie auf das ringartige Traggerüst aufzupassen, wodurch eine ungleichmäßige Hitzeverteilung in den einzelnen Sesjnenten und die Möglichkeit einer vorzeitigen Schwäche an den dünneren Sermentstellen bedingt werden.

ürfindungsgemäß wird ein ringförmiges Reibungssegment geschaffen, das als einzelnes Segment größtmögliche, unbeschränkte Bewegungsfreiheit hat, wenn es einer hohen Hitzebeanspruchung unterworfen wird, aber nichtsdestoweniger mit einem anderen durch einfache, einzelne, sogenannte Torsionsglieder, verbunden ist, die gewöhnlich außerhalb der Zonen hoher Temperatur liegen, die beim Eingriff der Keibungsteile von der Hitze bestrichen werden. Diese Glieder haben die doppelte Aufgabe, eine Antriebsverbindung mit den zugeordneten Teilen der Vorrichtung, wie dem Rad, herzustellen und eine angemessene Flächenst.abilität zu bewirken, um jede köglichkeit eines Festfressens der J)inrichtung ar. dem Rad oder einem sonstigen zugehörigen Teil aus zus chli e:? en.

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Die gegenüberliegenden Enden Jedes Torsionsgliedes werden durch eine einfache Nietverbindung an ihren zugehörigen Segmenten in einer Weäse befestigt, welche den Segmenten eine Dreh- oder Schaukelbewegung gegenüber dem Glied erlaubt, wenn die Segmente einen Hitzeverzug erleiden. Außerdem können diese Torsionsglieder aus einer großen Zahl von Werkstoffen je nach den in dem besonderen Fall erforderlichen Bedingungen hergestellt werden, Ohne daß die Auswahl der Werkstoffe, die an sich für wärmeabführende Segmente am besten geeignet sind, eingeengt oder beschränkt wird.

Torsionsglieder selbst werden gewöhnlich breiter als das breitestmögliche Spiel zwischen den benachbarten, zum Eingriff kommenden Reibungsteilen der Bremse oder Kupplung gemacht. Auf diese Weise gibt es praktisch, selbst beim Reißen eines Torsionsgliedes beim Arbeiten, keine denkbare Möglichkeit, zwischen den zum Eingriff kommenden Reibungsgliedern eingekeilt zu werden und sie zu beschädigen oder ihren richtigen Eingriff zu bee&hträchtigen.

Eine verbesserte Eigenschaft der Einrichtung ist, daß die Teile der Segmente, welche sich in den von der Reibung beanspruchten Bereichen befinden und der größten Hitzeeinwirkung ausgesetzt sind, eine gleichbleibende Stärke in dem ganzen, beanspruchten Bereich haben. Vorzugsweise haben die Segmente keine °tellen unterschiedlicher Dicke in den Bereichen, welche einer Beanspruchung durch Reibungshitze ausgesetzt sind. Dementsprechend ist ein Entspannungsnuten in den Segmenten tfmötig.

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Die Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführungsform einer Segmentbremse gemäß und unter Verwendung der Erfindung wieder und zeigt, in welcher Form solche Bremsscheibensegmente praktisch angewandt werden können.

In der -Zeichnung sind

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer aus Segmenten bestehenden Scheibe ( in ausgesogenen Linien), die in Torsionsantriebsverbindung mit einem zugehörigen Teil steht, der in diesem Fall ein drehbewegliches Rad sein kann, dessen Seiten gestrichelt wiedergegeben sind,

Fig» 2 und 3 Teilansichten der zusammengesetzten Scheibe nach den Linien 2-2 und 3-3 in ⁱ¹ig. 1 und

E"ig» 4 eine Einzelansicht der besonderen Form des Torsionsglieds, das bei der zusammengesetzten Scheibe der Fig. 1 verwendet wird.

In Fig. 1 hat die aus Segmenten bestehende Reibscheibe 10 eine Reihe gebogener, sektorförmiger Segmente 12 von gleicher Größe und Form, die miteinander an ihren radial äusseren Ecken durch Torsionsglieder 14 verbunden sind. Diese ^orsionsglieder stehen mit entsprechenden, in sie passenden Antriebsstüoken 15 an einem zugehörigen, abnehmbaren Teil 16 in Antriebsverbindung, der in gestrichelten Linien wiedergegeben ist und bei diesem Beispiel ein Radflansch sein kann. Die zusammengesetzte Scheibe 10 wird in dem Seispiels als Umlaufteil benutzt, kann aber auch gewiinschtenfalls als feststehender Teil verwendet werden, wie sich ohne weiteres für den Fachmann ergibt.

Jedes Segment 12 hat die gleiche Stärke mit Ausneihme ei-

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nea Paares aus einem Stück mit ihme bestehender Ösen tS, die dünner als die übrigen, bogenförmigen Teile des Segments sind und nahe bei den radial äußeren Ecken der Aussenkanten 19 der Segmente sitzen. .

Jedes Torsionsglied 14 hat, wie -¹²Ig. 4 zeigt, an seinen gegenüberliegenden Enden Plansche 20, die sich seitlich dicht an die Olsen 18 legen, wie ^x'ig. 2 zeigt. Jeder Plansch 20. ist an seiner zugehörigen Öse 18 durch einen

_k Einzelniet 22 befestigt· Obgleich die besonderen Einzelheiten in der Zeichnung nicht wiedergegeben sind, ist genügend Spiel zwischen den Kanten der Endflansche 20 der Glieder vorhanden und auch zwischen den benachbarten Kanten der Segmente 12 an den Ösen 18, um eine relative Schaukelbewegung zwischen den Segmentösen 18 und den Grliedf!ansehen 20 um die Nietverbinder 22 zu gestatten. Obgleich bei der ursprünglichen Zusammensetzung die Grliedflanschen fest an die Ösen angezogen werden können, so daß das Ganze eine innere Festigkeit für die Handhabung und den Zusammenbau hat, ist die Verbindung so, daß es keine Behinderung für eine solche begrenzte Schaukel<bewegung gibt, die sich aus einem Hitzeverzug der Segmente ergeben könnte. . :

Wie Fig. 2 zeigt, sind vorteilhaft die Segmentösen 18 so geformt, daß eine Seite nahezu bündig mit einer reibenden Fläche des Scheibensegments liegt. Die Öse 18 ist. etwa halb so dick wie das Segment; die gegenüberliegende Seite der Öse 18 ist mit dem Hauptteil des Segments gefalzt, um den Flansch 20 des Trosionsglieds so aufzunehmen, daß die J^icke der Öse 18 und des Flansches 20 zusam-

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men etwa der Dicke des Segmenthauptteils gleich ist.

Zwischen seinen Endflanschen 20 hat jedes Torsionsglied 14 einen im wesentlichen rinnenförmigen Körper 26, des-Ben konvexe Seite den Umriß des Segments zwischen jeder Öse 18 und der radialen Endkante 27 jedes Segments bildet· Die Breite des rinnenförmigen Körpers 26 ist etwa der Dicke des Körpers der Scheibensegmente gleich und ist auf seiner konkaven Seite so geformt, daß er in locker verkeiltem Antriebseingriff die Antriebsösen des benachbarten Rades umfaßt. Geeignetes Spiel ist zwischen dem Körper deer Scheibensegmente und dem rinnenförmigen Körper 26 des Gliedes vorgesehen,um eine schädigenden Relativbewegung der Segmente gegenüber dem Glied als Folge eines Hitzeverzuges auszuschalten·

Das Spiel zwischen dem rinnenförmigen Köroerteil 26 jedes Torsionsglieds und der benachbarten Öse 15 ist so groß, daß die zusammengesetzte Scheibe als Ganzes frei in der Axialrichtung beim Betätigen der Bremse oder Kupplung, für die sie verwendet wird, verstellt werden kann.

Das Torsionsglied 14 kann aus Werkstoffen hergestellt sein, die unter Berücksichtigung der besonderen, an ihm auftretenden Belastungen ausgesucht sind und brauchen nicht auf die Werkstoffe beschränkt zu sein, die für die Segmente 12 gewähtl werden. /

tfblicher- und vorteilhafterweise werden die Glieder 14 zusammen mit den Segmenten 18, an denen sie befestigt sind, außerhalb des sogenannten bestrichenen Bereichs der zusammengesetzten Scheibe angebracht, welcher der Bereich der zusammengesetzten Scheibe ist, der in Reibungseingriff unter Druck mit den gegenüberliegenden Scheiben-

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teilen kommt, wenn die Bremse betätigt wird, Dements, prechend arbeiten bei einer Betätigung die dünneren Ösen 18 und die Torsionsglieder 14 in einer Zone der Scheibenbremse, die viel kühler als der dicke Körper der Scheibensegmente ist·

Die hier· als Wärmeschlucker beschriebene, zusammengesetzte Scheibe einer Bremse oder Kupplung kann selbstverständlich abgeändert werden, um Reibbeläge aufzunehmen und so & als Reibbelagträger zu dienen. In gleicher v/eise können die Ösen 18 an den inneren Umfangsecken der benachbarten Segmente vorgesehen werden, so daß die Torsionsglieder 14 nahe dem Innendurchmesser der Bremse angebracht werden können, um mit einem zugehörigen Teil mit entsprechenden Ösen in Eingriff zu kommen, die zum Innendurchmesser der Scheibe hin gerichtet sind.

Die Löcher 28 in den Ösen 18 und den Planschen 20, in die der Niet 22 gesetzt wird, um die Glieder und Segmente zu verbinden, halb vorteilhaft radiales Spiel mit dem Niet 22 und können bogenförmig oder in sonst gewünschter Richtung gemäß der bekannten· Art und Weise des- Ausgleichs eines f Kitzeverzugs an einer Nietverbindung geschlitzt sein.

Der bogenförmige Abstand oder die "Stufe" zwischen den Antriebsrinnen in den aufeinanderfolgenden Gliedern bleibt im wesentlichen trotz erheblichen Hitzeverzugs der Segmente selbst in Perioden gleich, in denen sie reibens mit den zugehörigen Bremsen- oder Kupplungsteilen in Eingriff kommen. Üblicherweise ist die Art des ditzeverzugs, dem die Segmente unterliegen, eine, bei der die radialen Endkanten 27 konkav ^ecofren werden und die radial äußeren

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Kanten 19 zwischen den Ösen 18 sich konvex zum Had hin biegen wollen, wobei der Körperteil ziemlich eben bleibt.

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Claims (9)

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Ansprüche :

M.)Reibscheibensegment für Bremsen und Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammensetzen einer Scheibe ein Torsionsglied (14) für sich eine Seite eines Segments (12) mit der benachbarten Seite des nächsten Segments'(12) durch eine Einrichtung (20, 22) verbindet, die mit einer fc zugehörigen Bremse oder Kupplung zur Übertragung eines Drehmoments von oder zu dem Reibungsteil in Yerbindung steht.

2. Reibscheibensegment nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß jedes Torsionsglied (14) an den ilcken eines zugehörigen Segments (12) nahe einer der Umfangskanten des Segments sitzt und kraftSchlussig mit jedem Segment verbünde ist.

3. Reibscheibensegment nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (12) eine gebogene Sektorform mit einer äußeren und einer inneren Umfangskante und ra-.

f dial auseinanderlaufenden Seitenkanten sowie einen ausgesparten Teil (26) zur Aufnahme der Torsionsglieder (14) hat.

4. Reibscheibensegment nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Torsionsglied (I4) in gelenkiger, kraftschlüssiger Yerbindung mit den zugehörigen Segmenten (12) steht, um eine; begrenzte Verstellung der Segmente zueinander zu ermöglichen.

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5. Reibscheibensegment nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Torsionsglied (14) mit seinen gegenüberliegenden Enden an den zugehörigen Segmenten (12) durch eine Gelenkverbindung (20, 22) befestigt ist, die eine Relatiwer st ellung der einzelnen Segmente in der Ebene der Scheibe vorsieht.

6· Reibscheibensegment nach ^Anspruch 5 zur Bildung einer Reibscheibe oder eines Reibkranzes, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Segment (12) eine äußere und eine innere Umfangskante und gegenüberliegende, radial ausgerichtete Seiten hat und von einem anderen an den radialen Kanten . Abstand hat, wobei ein Torsionse-lied (14) =für sich jedes Segment mit dem benachbarten zwischen den Ecken der Segmente nahe einer Umfangs- und einer radialen Kante verbindet und jedes Torsionsglied gegenüberliegende Flansche (20) einschließt, die in die betreffenden Segmente eingreifen, und eine Einrichtung hat, die mit einer Bremse oder Kupplung in Eingriff treten können, um ein Drehmoment zu oder von einem Torsionsglied (14) zu übertraggen, während der Reibscheibe oder dem ^eibkranz eine Verstellung in axialer Richtung irestattet wird, und daß Befestigungsmittel (18, 25) eine kraftSchlussige, gelenkige Verbindung jedes Flanschs (20) jedes Torsionsrlieds (14) mit den Ecken der entsprechenden Segmente vorsehen, um eine Relatiwerstellung der Segmente zueinander in der Ebene des Kranzes als Folge eines Hitzeverzugs der Segmente zu gestatten.

7. Reibscheibensegment nach Anspruch 6, dadurch gekenzeichnet, daJi jedes Torsionsglied (14) :r.it den Ecken'der ent»

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sprechenden Segmente (12) nahe den äußeren Umfangskanten in Verbindung tritt.

8. Reibscheibensegment nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten jedes Segments (12), die von den Flan-* sehen (20) der Torsionsglieder (14) erfaßt werden, Ausnehmungen (26) zur Aufnahme dieser Plansche haben, ep daß der Flansch im wesentlichen bündig mit der benachbarten Reibungsfläche des Segments (12) ist.

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