DE2010099A1

DE2010099A1 - Reibungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2010099A1
Application number: DE19702010099
Authority: DE
Inventors: Horace Arthur Stoke Coventry Bray (Großbritannien)
Original assignee: Dunlop Co Ltd
Current assignee: Dunlop Co Ltd
Priority date: 1969-03-06
Filing date: 1970-03-04
Publication date: 1970-09-24
Also published as: GB1291259A; SE374593B; US3703224A; FR2037667A6

Description

DR. E, WIEGAND DIPL4NG. W. NIEMANN DR. M. KOHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHElN HAMBURG TELEFON: 395314 2000 HAMBURG 50, I *■ ^Λ *^W TELEGRAMME: KARPATENT K0NilGSTRASSE28

W.2413.1/70 22/M

'!'he i&oaiop öompany limited^. Lonctoii

Beibungsvoraiehtung. (Zusatz zu Patent.1 258 833) ä

-Die Erfindung bezieht sicii. auf Bremsvorrichtungen und insbesondeie, jedoch nicht ausschliesslich, auf Bremsen für Luftfahrzeuge.

üiin Zweck der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Bremsvorrichtung beispielsweise für Luftfahrzeugbremsen, Bremsen von Traktoren und·Erdbewegungsgeräten, für Lenkkupplungen usw. und ähnliche grosse Energiemengen auf- ."" zehrende Mechanismen zu schaffen.

In dem Hauptpatent 1 238 853 sind Reibelemente für Bremsen, Kupplungen od. dgl. beschrieben und unter Schutz gestellt* die Siliciumnitrid enthalten, das in einer geeigneten Matrix dispergiert ist. Solche Heibelemente sind · ™ in Reibungsvorrichtungen erfolgreich verwendet worden, bei denen„die üeibelemente an einem von zwei relativ drehbaren Reibteilen angebracht sind für Eingriff mit dem anderen Reibteil, bei dem wenigstens die Oberfläche aus einem Metall wie Stahl gebildet ist.

ü-emäss der Erfindung umfasst eine jxeibungsvorrichtung eine Ausführung aus zwei relativ drehbaren Jxeibteilen, wobei die Eingriffsflächen beider ffeibteile mit einem gesinterten Reibmaterial versehen sina und wenigstens einer der

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Reibteile Silioiumnitrid als einen .Bestandteil enthält.

Die Konzentration an Siliciumnitrid in dem gesinterten Reibmaterial einer Reibungsvorrichtung gemäss der Erfindung kann zwischen 0,5 und 70 Gew.$ des Keibmaterials liegen, und vorzugsweise liegt die Konzentration in dem .Bereich von 0,5 bis 20 Gew.^ des Reibmaterials <>

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Luftfahrzeugscheibenbremse, bei der .Reibungsvorrichtungen gemäss der Erfindung verwendet werden; die Querschnittsansicht ist in einer Ebene im rechten Winkel zu den Ebenen der Bremsscheiben genommen.

Pig. 2 zeigt einen Teil eines Rotors und eines Stators zur Verwendung in einer Bremse derjenigen Art, wie sie in JB'ig. 1 dargestellt ist.

Ein Heibungsmechnismus in i'orm einer Luftfahrzeugbremse 1 (i'ig. 1) weist einen Aufbau von relativ drehbaren Reibteilen auf, die durch eine Reihe von ringförmigen Rotorbremsscheiben 2 und Statorbremsscheiben 3 dargestellt sind, die gleichachsig zu der Nabe eines Rades des Luftfahrzeuges und diese umgebend angebracht sind.

Die Rotorscheiben 2 und die Statorscheiben 3 sind zwischeneinander an einem ürehmomentrohr 4 angeordnet, das von einem Drehmomentteil 5 axial vorragt, der an der nicht drehbaren Radnabe 6 befestigt ist.

Jede Rotorscheibe 2 ist mit dem Luftfahrzeugrad mittels Antriebsansätzen 7 an dem radial äusaeren Umfang der Scheibe verkeilt, die in entsprechenden nicht dargestellten Keilbahnen im Eingriff stehen, die. in dem Rad gebildet sind, so dass die Scheibe 2 relativ zu dem Rad axial bewegbar ist.

Mit Ausnahme der axial äussersten Statorscheibe 8 ist jede Statorscheibe 3 mit dem Drehmomentrohr 4 mittels Antriebsansätzen 9 (iJ'ig· 2) an dem radial inneren Umfang der

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·*■ 5 -

Scheibe 3 verkeilt*, die mit Keilnuten 10 im Eingriff stehen, die an dem Kohr-4 gebildet sind, so dass die Scheibe 3 relativ zu dem Rohr 4"axial bewegbar ist«. Die axial äusserste Statorscheibe 8 ist in axial fester Stellung an einem ring- förmigen^Reaktionsrteil 11 in Porm eines Flansches angebracht, der an dem axial äussersten Ende des Drehmomentrohres 4 befestigt ist.

Um die Rotorscheiben 2 und die Statorscheiben 3 in Eingriff miteinander zu drücken, sind Mittel in Form einer Reihe von Kolben- und Zylinder-Einrichtungen 12 vorgesehen, die an dem Drehmomentteil 5 so angebracht sind, dass ihre Kolben mit der axial innersten Statorscheibe 13 in Eingriff treten können. - ·

vVenn den Zylindern Arbeitsmittel zugeführt wird, werden . -M die axial beweglichen Rotorscheiben 2 und Statorscheiben 3 durch die Kolben axial nach aussen bewegt, bis die Statorscheibe 8 an dem Reaktionsteil 11 weitere Bewegung verhin- dert, und die Rotorscheiben 3 sind zwischen den Statorscheiben 2 in Reibungseingriff mit diesen eingeklemmt.

Jede Rotorscheibe 2 weist einen Aufbau aus Stahlsegmenten 14 (iig* 2) auf, die in der Art von Wiggsäge-Teilen (jig-saw pieces) miteinander verbunden oder verriegelt sind. Eine Rotorscheibe dieser Art ist in der britischen Patent- . schrift 931 031 beschrieben. Zwei Reibelemente 15 in Form geformter Kissen aus gesintertem üeibungsmaterial sind auf Jeder Seite Jedes Segmentes 14 der Rotorscheibe 3 angeordnet und direkt an< diese gebunden. H

Die axial beweglichen Statorscheiben 3 haben jeweils die Form eines starren Stahlringkörpers 16 (Fig. 2), an denen eine Mehrzahl von Reibelementen 17 auf beiden Seiten mit geringem Abstand in Umfangsrichtung befestigt ist. Jedes Statorreibelement 17 «eist ein geformtes Kissen aus gesintertem Reibungsmaterial auf, das an eine Stahlgrundplatte gebunden ist, die ihrerseits bei 18 mit dem starren Stahlringkörper 16 vernietet ist.

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Statorscneibe 8, die an dem üeaktionsteil 11 befestigt ist, weist eine Mehrzahl von tieibelementen 19 auf, die mit einer ringförmigen Stahlgrundplatte 20 vernietet sind, die ihrerseits an dem i-eaktionsteil 11 befestigt ist. i)ie Heibelemente 19 sind ähnlich wie die Statorreibelemente 17 gemäss vorstehender Beschreibung ausgeführt und angeordnet.

Die axial innerste Statorscheibe 13 ist allgemein ähnlich ausgeführt und angeordnet wie die anderen axial beweglichen Statorscheiben 3, jedoch ist sie nur auf ihren axial äussersten Seitenfläche mit Keibelementen 21 versehen, und ihre andere Seite 22 ist so gebildet, dass sie mit den iremsenanlegekolben 12 zusammenarbeitet»

Die geformten Kissen aus gesintertem i.eibungsmaterial für die Kotorscheiben 2 und die Statorscheiben 3 sind gebildet durch Mischen von ^siliciumnitrid in Pulverform mit eisenpulver, pulverförmigem Graphit und anderen die Reibung und die Abnutzung modifizierenden rütteln und durch Sintern des ü-emisches in einer nicht oxydierenden Atmosphäre, wie es in dem Hauptpatent beschrieben ist. .üie fertiggestellten Kissen, die für einbau in die .oremseri bereit sind, haben eine Zusammensetzung innerhalb nachstehender gereiche, wobei das ijisen sowonl die iuatrix als auch einen die reibung modifizierenden bestandteil des xxeibungsmaterials bildet.

Bestandteil u-ew.fa des fertigge-. stellten Klasens

Siliciumnitrid Graphit

andere die lieibung und die Abnutzung modifizierende kitte!

0,5	bis	5%
5	bis	1O>
0	bis	5*
Kest

Jie "andere:: die reibung und die Abnutzung modifizierenden Mittel" gemäss vorstehender Beschreibung umfassen beispielsweise .blei, i.iolybdändisulfid und Zinn, und diese Ma-

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terlalien werden, verwendet, um dem Reibungsmaterial besondere Eigenschaften in der dem Fachmann dieses u-ebietes bekannten Weise zu verleihen, in der sie in üblichen Reibungszusammensetzungen verwendet werden.

üine typische besondere irormel für ein Reibungsmaterial zur Verwendung in einer -üremse gemäss vorstehender Beschreibung ist wie folgt

xsestandteil . ü-ew> des fertigge-

_; stellten Kissens

.Elisen 85

Siliciumnitrid 2,5

ulei 1

-.Graphit · - 8

Molybdändisulfid I

Zinn 2,5

ist gefunden worden, dass eine Luftfahrzeugbremse
gemäss vorstehender Beschreibung eine ausserordentliche
leistungsverbesserung zeigt verglichen mit im übrigen ähnlichen bremsen, bei denen das gesinterte Reibungsmaterial
in den Rotor- oder Statorscheiben durch gesinterte .Reibungsmaterialien oder durch eine Stahl- oder eine üisenfläche ersetzt ist, die nicht Siliciumnitrid enthält, oder bei denen
das gesinterte Keibungsmaterial an den Rotorscheiben und den Statorscheiben durch ein anderes gesintertes Reibungsmaterial ersetzt ist, welches kein Siliciumnitrid enthält. J^s wird angenommen, dass die Verbesserung sich aus dem synergistischen Zusammenarbeiten der Siliciumnitrid enthaltenden .Reibflächen ergibt.

Keibkissen mit Zusammensetzungen ähnlich der vorgenannten besonderen i'ormel sind in einer Luftfahrzeugücheibenbremse an einem l'rägheitsraddyriamometer getestet worden, wobei die nachstehenden Ergebnisse erzielt wurden»

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Energieabsorptions pegel (ftolbs./lb./sec.)	.Reibungskoeffizient
(30Ü0) (5000) (7000) (8000)	Beispiel 1 Beispiel 2
0,26 0,21 0,25- 0,20 0,22 0,19 0,19 0,17

.Beispiel 1 zeigt die Änderung des χ-eibungskoeffizienten mit der inergiebelastung für eine -bremse, bei der sowohl die Hotoren als auch, die Statoren mit neibkissen ausgerüstet sind, deren Zusammensetzungen so sind, wie sie in der oben gegebenen i'ormel angegeben sind.

-beispiel 2 zeigt die Änderung des Keibungskoeffizienten mit der üinergiebelastung für eine -bremse, bei der entweder die .Rotoren oder die Statoren mit einer Stahlfläehe versehen sind ο

Die Ergebnisse zeigen deutlich die Verbesserungen des .Reibungskoeffizienten, die sich aus dem synergistischen Zusammenarbeiten ergeben, wenn sowohl die .Rotoren als aucn die Statoren mit iteibkissen ausgerüstet sind, die Siliciumnitrid enthalten.

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Claims

Patentansprüche

jLyBeibungsvorriehtung mit einem Aufbau aus zwei relativ drehbaren Reibteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsflachen beider Reibteile mit gesintertem Ke ibungsmaterial versehen sind und wenigstens einer' der' Kerbteile Siliciumnitrid als einen Bestandteil enthält ο
2. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Heibteile Siliciumnitrid als einen Bestand- ■ teil enthalten.

3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibteil oder die Keibteile, welche Si- ^ liciumnitrid enthalten, eine Reibungsmaterialzusammenset- ~

zung aufweisen, bei der der Siliciumnitridgehalt zwischen 0,5 und 70 Grew.fo liegt.

4« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder '2, dadurch gekennzeichnet, dass der KeIbteil oder die Reibteile, welche Siliciumnitrid enthalten, eine Reibungsmaterialzusammensetzung aufweisen, bei der der Siliciumnitridgehalt zwischen 0,5 und .20 Gew.^ liegt.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da— durch gekennzeichnet, dass die ü-ewichtszusammensetzung des Siliciumnitrid enthaltenden ±£eibungsmaterials 0,5 bis 5°/° Siliciumnitrid, 5 bis 10% Graphit und 0 bis 5f> andere die Reibung und die Abnutzung modifizierende Mittel umfasst, wo- 4j bei der Rest iäisen ist«

6ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtszusammensetzung des Siliciumnitrid enthaltenden Reibungsmaterials 2,5f° Siliciumnitrid, 8> Graphit, 1$ Blei, 1°J> Molybdändisulf id, 2,5f° Zinn und 85/'s -eisen umfasst.

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