DE2041400A1

DE2041400A1 - Aus Segmenten bestehendes Reibungsglied fuer Bremsen oder Kupplungen

Info

Publication number: DE2041400A1
Application number: DE19702041400
Authority: DE
Inventors: Ely William Edwin; Main Ralph R
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1969-08-25
Filing date: 1970-08-13
Publication date: 1971-03-04
Also published as: CA918084A; US3618729A; FR2062147A5; JPS4836454B1; GB1294735A; NL7012531A; SE375590B

Description

Dr.-Ing. P.K. Holzhäuser
Dipl.- «et, W. Goldbach

Patentanwälte
605 Offenbach a«M.
Herrnstr. 37 ·

The B.F· G-oodrich Company
Akron, Ohio 44318 V.St.A.

Aus Se.-^menten bestehendes Reibungsfür Bremsen oder Kupplungen.

Die Erfindung betrifft Scheibenbremsen oder -kupplungen und insbesondere Reibscheiben, welche beim Betätigen
der Bremse oder Kupplung in Eingriff mit anderen EeIIbscheiben kommen. Bei Hochleistungsbremsen, wie sie "beispielsweise bei Flugzeugen verwendet werden, werden diese Reibacheiben ala "Wärmeabführelemente" bezeichnet,, da sie beim Bremsen große Wärmemengen aufnehmen müssen·
Diese Reibscheiben können einen Redbungebelag trugen
oder Oberflächen haben, welche mit den Beibbelägen an,-derer Scheiben in Eingriff kommen. Sie können «neu Rotoren sein und sich mit einem Bad drehen oder Statoren in nichtdrehendem Eingriff mit einem Drehstab sein, der an der Radaufhängung befestigt ist.

Heim massive, runde Reibscheiben benutzt werden, treten ernste Schwierigkeiten mit Verwerfen und Reißen infolge

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von Hitze auf, und deshalb ist versucht worden, au· Segmenten bestehende Reibungeglieder zu bilden, bei denen die ein Reißen verursachenden Beanspruchungen Terringert sind und die Bewegungsfreiheit der Segmente ein Verziehen durch Wärme auffangt..

Es wurde ebenso gefunden, daß gewisse Werkstoffe eine größere Wärmeaufnahmefähigkeit bei geringerem Qesamtgewicht als andere haben, und es ist wünschenswert, den wärmeaufnehmenden Werkstoff zu verwenden, der für die besondere Anwendung der beste ist. Beispielsweise ist bei einer hochleistungs-Flugzeugbremse die erzeugte Hitze so groß, daß sie die Verwendungeines sogenannten wärmeschluckenden Werkstoffs, wie Beryllium, verlangt, das für diesen Zweck einmalig gut geeignet ist, well ee bessere wärmeschluekende Eigenschaften all Stahl oder ähnliche Werkstoffe für einen Teil gleioher (JrOAe hat. Dieser Werkstoff ist jedoch sehr teuer, und ea ist vUnsohenawert, ein aus Segmenten bestehendes Reibungeglied zu haben, für das nicht nur Beryllium, sondern auoh ander· geeignete Werkstoffe verwendet werden können, die nicht ao teuer sind. Bs ist festzuhalten , daf einige dieser wärmesohluckenden Werkstoffe eine strukturelle 3ohwäohe zeigen und sehr zerbrechlich sind. Uns andere Schwierigkeit ist deshalb, die wärmeschluckenden Werkstoffe zu verwenden und gleichzeitig eine Konstruktion zu benutzen, welche das wärmeschlucketide Material gegen die stark· Verdrehung, die Abnutzung und die Erschütterung sohUtBt, der die Reibungsglieder beim Betätigen der Bremse ausgesetzt sind.

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Bei einer Ausführungeform einer Segmentbremse oder -kupplung kann eine fast -vollständige Bewegungefreiheit der einzelnen Segmente dadurch erreicht werden, daS diese nur durch lose Führungakeile mitienander verbunden sind, die von einem Se-aaent zum nächsten vorstehen. Diese Verbindungen vermeiden zufriedenstellend die Schwierigkeit des Verziehens durch Hitze, sind aber für den praktischen Einsatz völlig ungeeignet, weil sie üblicherweise m keine strukturelle Festigkeit haben und infolgedessen nur schwer zusammenzubauen und zu warten sind. Andere Ausführungsformen aus Segmenten zusammengesetzter Scheiben haben durch Keile verbundene Segmentscheiben, denen ein Mangel an gleichmäßiger Bemessung von einem Mitnehmer zum andern an den Scheiben anhaftet. Die Mitnehmer an diesen Einheiten bestehen üblicherweise mit den Segmenten aus einem Stick, und wenn sieh die Segmente unter

der Hitzebelastung verziehen, neigen die Mitnehmer häufig zu einem Klemmen an den benachbarten, verkeilten Teilen und behindern die ordnungsgemäße Betätigung der Brem- ^ se oder Kupplung. H

CJemäß der Erfindung wird ein aus Segmenten bestehendes Reibungsglied geschaffen, bei dem die einzelnen Segmente miteinander durch Torsionsglieder verbunden sind, welche sich üblicherweise außerhalb der von hohen Temperatüren durchfluteten Zonen beim Eingriff der Reibungsflflieder befinden. Diese Glieder dienen dem doppelten Zweck, einen Antriebseingriff mit den zugehörigen Seilen der Vorrichtung, wie dem Bad, und eine hinreichende Stabilität in der Ausdehnung vorzusehen, um eine Klemmen an dem Rad oder einem anderan_f zugehörigen Teil zu vermeiden· -

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Jedes Segment des Reibungsglieda hat Verkleidungflttile, die Reibbeläge f\ir einen Reibungseingriff mit anderen Brems- oder Kupplungsteilen tragen können. Diese Verkleidungeteile bestehen vorteilhaft aus Stahl oder anderem verschleißfestem Werkstoff und sind unmittelbar mit den Torsionagliedern, etwa durch Niete, verbunden. Die Verkleidungsteile haben Abstand voneinander, um einen Zwischenraum zu schaffen, in dem ein Körper aus wärmeschluckendem Werkstoff, etwa ein« Platte aus Beryllium, angebracht sein kann. Die Verkleidung teile werden am Außenumfang durch Niete zusammengehalten, welche sie mit dem Drehstab verbinden, und am Innenumfang durch Niete gehalten, welche durch Löcher in deji Ve rkl ei dungs te ilen hindurchgehen. Der Körper aus wärmgechluckendem Werkstoff näßt in die Verkleidungeteile und ist so ausgeschnitten, daß er die Niete am Innenumfang und die Verbindungen am Außenumfang aufnehmen kann.

Durch die unmittelbare Verbindung der Verkleidungsteile Hit dem Drehstab wird praktisch jeder Verechleiü und Jebeanspruchung der Bremse durch die Kraft· von den Verkleidungsteilen aufgefangen und braucht der wärmeaohlucktnde Körper nicht die strukturellen Featigkeitaeigtnschaften zu haben, die andernfalls notwendig wären. Das ergibt auch eine Bremsen- oder Kupplungekonstruktion, bei welcher wärmeschluckende Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften, 1e nach den Betriebserforderniseen und -notwendigkeiten, benutzt werden können» Mit dieser Ausgestaltung ist es ebenfalls möglich, sogar größere Kengen von wärmeschluckendem Material unterzu-

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bringen, indem man einen doppelten Stab anstelle eines einfachen Drehstabs verwendet. Das erlaubt eine Ausdehnung der Platte aus wärmeschluckendem Werkstoff zwischen den Doppel-Drehstäben an einer Stelle, die sonst von dem einzelnen Drehstab eingenommen würde. Bs ergibt eich auch eine Gewichtsersparnis durch Verwendung eines ^oppelstabs, und eine bessere Kontrolle der Antriebskante der Verklei— dungsteile wird bei einer ^oppelstabausführung erreicht, bei der die Stäbe die Außenflächen der Verkleidungsteile überlappen. ♦

Die Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wieder und erläutert die praktische Anwendung der Erfindung.

In der Zeichnung sind

Pig. 1 eine Seitenansicht eines Teils der (in ausgezogenen Strichen wiedergegeben«) Scheibeneinheit, wobei bestimmte Teil weggebrochen sind, in Drehverbindung mit einem Teil, der in diesem Beispiel ein drehbares Rad sein kann, dessen Seiten strichpunktiert wiedergegeben sind,

Fig. 2 und 3 Teilansichten der Scheibeneinheit nach den Linien 2-2 und 3 - 3 in *ig. 1,und

Fig. 4 und 5 Ansichten ähnlich der Fig. 3 einer Abänderung der Erfindung, insbesondere mit einte Drehteil in Doppelaisführung anstelle eines tinfachen Teils. .

In Fig. 1 hat die Reibscheibeneinheit 10 eine Reihe gekrümmter, sektorförmiger Segmente 11 von gleicher Fom und Gestalt, die miteinander an ihren radial äußeren

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Ecken durch Drehteile 12 verbunden sind. Die Drehteile stehen in Intriebseineriff mit passenden, dazwischen gesetzten Antriebegliedern, wie Mitnehmern 13, an dem zugehörigen Bremsen- oder Kupplungstell, der strichpunktiert wiedergegeben ist undbei dieser Ausführung «in Radflansch 14 sein kann. Die 3oheibeneinhelt 10 wird la Ausfuhrungsbeispiel als Rotor rerwendet, dooh kann si· gewUnschtenfalls auch als Stator benutzt werden, wie jedem Fachmann klar ist.

Verkleidungen, wie die Verkleidungsteile 15» können gekrümmt, sektorförmig und mit Abstand parallel zueinander angeordnet sein, wie Fig. 2 zeigt. Diese Verkleidun^steile 15.können aus Stahl oder anderem verschleißfestem Werkstoff bestehen und, wie in dem Ausfuhrungsbeispiel gezeigt, Reibbeläge 16 tragen, die von der in dem USA-Patent 2 966 737 beschriebenen Art sein können.

An Aulienurafang jedes Verkleidungsteils 15 befinden sich nach außen vorstehende ösen mit Abstand von den radialen Kanten der Verkleidungsteile. Löcher 1Θ sind in den ösen 17 vorgesehen, um Niete 19 aufzunehmen, welche die beiden. Verkleidungeteile an der äußeren Umfangekante verbinden. Löcher 21 in unmittelbarer Hahe der inneren IMfangekante der Verkleidungrteile 19 sind auch vorgesehen, vm Biete 22 aufzunehmen, welche die gegenüberliegenden Yerkleidungsteile verbinden.

Zwischen die Verkleidune-steile 15 ist ein wärmeechluokender Körper aus absorbierendem Werkstoff, etwa eine Platte 23, gesetzt. Bei Hochleistungsbremsen,.wie sie an Flug-

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zeilen benutzt werden, kann diese Platte 23 aus Beryllium oder bei einer Bremse oder Kupplung, für die das erforderliche Wärmeaufnahmevermögen nicht so groß iet, aue Kohlenstoff, Stahl oder einem anderen, wärmeabsoebierenden Stoff bestehen, der eine genügende Menge der beim Bremsen erzeugten Wärme aufnimmt.

Der Drehteil 12 hat die Form einer Rinne, um auf den Mitnehmer 13 der Radfelge fassen zu können, und Zungen 24, A die zwischen den Ösen 17 der Verkleidungsteile 15 sitzen. Löcher 25 in den Zungen 24 sind mit den Löchern 18 in den Ösen 17 ausgerichtet, um die Nieten 19 aufzunehmen. Die Zunge 24 kann bis zu einer Tiefe gefugt sein, die gleich der oder .-rößer als die Dicke der Verkleidungeteile 15 ist.

Vorstehende Kanten 26 der rinnenförmigen Teile 12, die durch das ]?ugen der Zungen 24 entstehen, fluchten im wesentlichen mit den Kanten der Ösen 17. Obgleich die Einzelheiten in der Zeichnung nicht wiedergegeben sind, sind ^eei^nete Spielräume zwischen den Kanten der Ösen 17 der Verkleidungsteile und den Kaaten 26 der Teile 12 sowie zwischen den Innenumfängen der Zungen 24 und den Kanten m

der Verkleidungsteile 15 vorgesehen, um eine relative Schwingbewegung zwischen den Verkleidungsteilen und den Drehteilen zu gestatten. Die Kanten 26 der Drehteilt können starr an den Kanten der ösen 17 und den Verkleidung·- /teilen teim ersten Zusammenabu befestigt werden, so daß eine strukturelle Festigkeit für ein Handhaben und einen Zusaamenabmu gegeben ist, jedoch ist die Verbindung derart, daß keine Behinderung einer solchen begrenzten Schwingbewegung auftreten kann, die sich aus einem Verziehen der Segmente 11 durch Wärme ergeben könnte·

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Wie aus Fi?. 1 hervorgeht, in der ein Segment 11 mit einem abgenommenen Verkleidungsteil gezeigt ist, hat die Platte 23 an der inneren Umfangskante eine Ausnehmung, um zwischen die liieten 22 zu fassen, die an den Verkleidun -r.teilen befestigt sind. An der äußeren Umfangskante erstreckt sich die Platte 23 radial nach außen zwischen die ösen 17, um die größtmögliche Menge an vänneschlukkendem Material an dieser Stelle unterzubringen.

In Fig. 4 ist eine Abänderung gezeigt, bei der doppelte Drehteile 27 vorhanden sind. Jeder Drehteil 27 iet U-förmig und hat einen Verbindungsflansch 28, der sioh nach außen erstreckt und eine der ösen 17 der Verkleidungeteile 15 überlappt. Der ^lansch 28 ist bie zu einer Tiefe befugt, die gleich der oder kleiner als die Dicke einee der VerKleidunrsteile 15 ist, und hat eine Kante 29, um die Kante der üse des Verkleidungsetücka zu erfassen.Loch er Ά in den Flanschen 28 sind mit den Löchern 18 in den üsen 17 ausgerichtet, um die Nieten 19 aufzunehmen und eine gelenkige Verbindung der Verkleidungsteile 15 mit den Drehteilen 27 herzustellen.

Bei dieser AuefUhrungaform der Pig. 4 kann die Platte eich zwischen den ^xeilen 27 In dem Zwischenraum eretrek-Icen, der von der Zunge 24 dee Drehteile 12 in der AuefUhrung der Fig. 3 eingenommen wird. Ein Loch 32 in der Platte 23 oder eine andere Ausnehmung kann hier vorhanden sein, durch welche die Nieten 19 gehen. Bei den doppelten Drehteilen 27 ergibt sich eine (Jewichtsereparnie und mehr Raum für die Platte 23 gegenüber der Bauweise mit einem Einzelteil. Auch ist eine gute Kontrolle der Verklei-

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dungsteile gegeben, wenn die Plansche 28 so angeordnet sind, daß sie die Verkleidungsteile überlappe».

In Pig. 5 ist eine andere Anordnung von Doppeldrehteilen gezeigt, bei der der Plansch 28 des Drehteile von den Üsen 17 der Verkleidungsteile überlappt wird und der Teil der Platte 23 zwischen den Pianachen der Drehteile eine Breite hat, die gleich der oder größer ale die Breite der Segmente 11 hat, vermindert um die Breit· dir Drehteile 27.

Die Drehteile 12 oder 27 sitzen mit den ösen 17 der Y@rkleidungsteile, mit denen sie verbunden sind, außerhalb der sogenannten Durchdringungezone der Scheibeneinheit 10, welche die Zone der Einheit iat, an der die Reibbeläge 16 befestigt sind, welche In Reibungeeingriff mit den gegenüberliegenden runden Bremsgliedern kommen» wenn die Bremse betätigt wird. Dementsprechend sind bei dar Betätigung die Verbindungen zwischen den Drehteilen «ad den Verkleidungsteilen in einer Zone der ScheibeneiiÄeit 10, die normalerweise viel kühler als die durchflutete Zone ist. ·

BIe vorstehend beschrieben· Scheibeneinheit IO kann Of-fensichtlich aο abgewandelt werden, deJ die 'ösen 17 an der inneren ümfangskante der benachbarten Segment« If vorgesehen sind und die Drehteile 12 oder 27 nahe dem Innenumfang der Einheit angebracht sind, um mit einem zugehörigen Teil in Eingriff zu kommen, der passende ösen hat, welche radial nach einwärts in die Einheit gerichtet sind.

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Die Löcher 18 in den ösen 17 der Verkleidungeteile 15 und dit Löcher 25 in den Zungen 24 der Drehteil· 12 vie auch die Löcher 31 in den Flanschen der Teile 27, durch die die Nieten 19 gesteckt werden, um die Drehteile und die Verkleidungsteile miteinander zu verbinden, haben vorzugsweise radiales Spiel an den Nieten 19t auch können die Löcher in Eogenrichtung oder sonstwie in üblicher Weise geschlitzt sein, um ein Verziehen durch Wärme an einer Nietverbindung aufzufangen.

Der Bogenabstand oder die Steigung zwischen den intriebsrinnen in den aufeinanderfolgenden Drehteilen 12 oder bleiben ungeachtet eines weitgehenden Verziehene der Segmente durch Wärme in Zeiträumen konstant, in denen sie in Reibungseingriff mit den zugehörigen Bremsen- oder Kupplungsteilen stehen. Dieses Verziehen dureh V&rme beschränkt sich wegen der Werkstoffe und der Stärke der Verkleidungsteile 15 auf ein Mindestmaß; wenn Jedoch das Drehmoment ausreichen sollte, um die Verkleidungstelle zu verformen, berührt die Platt· 23 dl« Dreht*il· 12 oder 27, um einen Teil dee entstandenen Drehmoments unwirksam zu machen.

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Claims

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Anspruch·!

1. Aus Segmenten bestehendes Reibungsglied für Bremsen oder Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Hing (10.) zusammengesetzten Segmente (11) je einen Körper (23) aus wärmeabsorbierendem Material und einen Verkleidungsteil (15) für einen Reibungseingriff mit arideren Brensen- oder Kupplungsteilen haben und die Verkleidungsteile (15) den wäremabsortierenden Körper (23) tragen und mit dem Verkleidungsteil des benachbarten Segments durch einen Drehteil (12, 27) verbunden sind, deren jeder Kittel hat, welche mit der zugehörigen Bremse oder Kupplung zum Übertragen des Drehmoments auf das oder von dem Reibungeslied über die Verbindungen zwischen den Verkleid >xgateil und dem Drehteil in Eingriff gebracht werden können.

2. Reibungs lled nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Verkleidungsteil (15) im Abstand von dem ersten angebracht und ein zweiter Drehteil (12, 27) mit diesem zweiten Verkleidungsteil verbunden und der wärmeabsorbierend· Körper (23) zwischen die Verkleidungs teile und Drehteile gesetzt ist.

?. ReibungSEilied nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daä die Drehteile (12, 27) Abstand voneinander haben und die Verkleidungsteile (15) überlappen, die in Reibungseingriff mit den andern Bremsen- oder Kupplungsteilen stehen, um einen Zwischenraum zwischen den Drehteilen für den wärmeafcsorbierenden Körper (32) zu schaffen.

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4· Reibungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Verkleidungsteil (15) in Abstand vom ersten angeordnet und der wärmeabeorbierende Körper (23) zwischen die beiden Verkleidungsteile gesetzt let und von ihnen getragen wird und daß der Drehteil (12, 27) mit den beiden Verkleidun^ateilen verbunden ist.

5. Reibun^sglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidungsteile (15) eine äußere und eine innere ürafanrskante haben und an der inneren Umfangskante von Sefestigungsmltteln (22) im Abstand voneinander und an der äußeren Umfangskante von den Verbindungen (19) mit den Drehteilen (12, 27) zusammengehalten werden.

6. Reibungsglied nach Anspruch 5, dadurch gekennrelehnet, daß der wärmeatsorbierende Körper (32) Ausnehmungen hat, Uni zwischen die Befestigungsmittel (22) zu paeeen.

7. Reibungsglie· nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidungeteile (15) parallel zueinander angeordnet sind und der wärmeabsorbierende Körper (23) eine zwischen die Verkleidungsteile (15) geeetete Platt· lit.

θ. Reibungeglied nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (11) einen Körper (23) aus wärraeabsorbierendem Material» ein Verkleidungeteil (15) für eineo Reibungseingriff mit der zugehörigen Bremse oder KupplXing hat, der den wärmeabaorbierenden Körper trägt und Verbindungsmittel zu einem Drehteil (27) zum übertragen dee Drehmoments auf den und von dem Verkleidungeteil hat.

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9· Reibungsglied nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, daß ein zweiter Verkleidungeteil (15) in Abstand von dem ersten angebracht und der wärmeabsorbierende Körper (23) zwischen die beiden Verkleidungsteile gesetzt ist und von ihnen getragen wird.

φ 10. ReibururcsfO-ied nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung3teile (15) die Form eines gekrümmten Sektors mit einer äußeren und einer inneren Umfangskante und !Befestigungsmittel (19) haben, wobei die Verbindungsmittel (22) an der äußeren Umfangskante dazu dienen, die Verkleidungsteile im Abstand voneinander zu halten und den wärmeabaorbierenden Körper (23) zu tragen.

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