DE2043714A1 - Segment Reibscheibe - Google Patents

Description

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Dr.-Ing. P.K. Holzhäuser
Dipl.- Met. ¥. Goldbach

Patentanwälte
605 Offenbach a.M.

Herrnetr. 37

The B«F. Qoodrich Company
Akron, Ohio, V.St.A.

Segment-Reibscheibe

Die Erfindung betrifft runde Reibungsglieder von Scheibenbremsen oder Kupplungen und insbesondere Segment-Reibungsglieder, die wärmeabsorbierendes Material in Segmentfora benutzen. Diese Reibungsglieder können Reibbeläge zum Eingriff mit anderen Bremsenteilen Haben·

Sine Relativdrehung von Reibungsgliedern erzeugt beim Bremseingriff sehr viel.Hitze bei Vervendung etwa in Hochleietungsbremaen. Bei dem Beetreben, mit großen Wrmebelastungen fertigzuwerden, die in Bremsen an neuzeitlichen Flugzeugen auftreten, sind Werkstoffe von großem Wärmeaufnahmevermögen in die Bremsen eingebaut worden, doch haben manche der besten Werkstoffe für eine Wärmeaufnahme nloht die strukturellen Bigensohaften, um Beanspruchungen beim Bremsen zu widerstehen. Außerdem haben die Temperaturgefalle, denen die Bremsentelle ausgesetzt sind,ein Werfen praktisch aller Werkstoff· verursaoht, dessen Folge ein mangelhaftes Arbeiten oder ein Reißen der Breasenteile war· Um das- Werfen und Reißen auszu-

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schalten, sind die Scheibenteile in Segmente unterteilt worden. Das hat sich als wirksam erwiesen, aber andere Schwierigkeiten infolge des Verluste der Stabilität in der Ebene nach sich gezogen, die von einem vollständigen runden Körper gewährleistet wird. Verschiedene Arten von Verbindungen sind erprobt worden, doch war es schwierig, ein stabiles, einheitliches Segment-Reibungsglied zu schaffen, bei dem Material von hohem Wärmeaufnahmevermögen bis zum äußersten verwendet werden. Bei einer Konstruktion ist der wärmeaufnehmende Körper in Segmente unterteilt, jedoch sind die Segmente unmittelbar durch Ansätze oder Keile mit der Bremse oder Kupplung verbunden, wodurch sich ein festfressen der Segmente an den Gleitflächen ergibt. Bei einer anderen Konstruktion hat der wärmeaufnehmende Ring am Umfang vorstehende Ansätze, die zwischen Ansätze benachbarter Segmente fassen. Der Ring wird durch ein Armkreuz mit radial stehenden Armen zusammengehalten, welche die Segmente nach dem Zueamnebau in Stellung halten. Hierbei war die Schwierigkeit die Unstabilität der Reibungsglieder beim Zusammenbau. Bei einer nooh anderen Bremsenkonstruktion wurden die Hauptverbindungsteile und der Hauptteil in den sogenannten ^NDurohdringungsbereioh^N verlegt, in dem die größte Wärme erzeugt wird. Die Folgen waren sowohl Maßänderungen als auoh eine Verzerrung und ein Reißen der Teile, welohe die Drehbelastung zu tragen haben·

Gemäß der Erfindung wird ein ringförmiger Rtibungtteil fur eine Scheibenbremse oder -kupplung gesohaffen, bei

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dem ein stabiler Zusammenbau durch die Verwendung segment förmiger, wäremabsorbierender Teile, einen durchgehenden, einheitlichen Drehring, der außerhalb des ^wDurchdringungsbereichi" liegt, und Segment-Verkleidungsteile erreicht wird, die mit den Segmenten und dem Drehring verbunden sind.

Der Drehring hat ansätze am Innenumfang, die einen Torsionsstab einer Rad- oder Bremsenkonstruktion zur Übertra- \ gang des Drehmoments auf das und von dem Reibungsglied erfassen. Gekrümmte, sektorförmige Reibbelagträger oder Verkleidungsteile sind an dem Drehring befestigt und erstrecken sich radial nach außen und bilden zwei Segmentscheiben mit den wämeaufnehmenden Segmenten zwischen sich. Durch ein Überlappen der Verkleidungsteile der beiden Segmentscheiben und ihre Verbindung zu gekrümmten, sektorförmigen Segmenten aus wärmeabsorbierendem Material von etwa der halben Uafangslänge der Verkleidungsteile wird eine Verbindung am Umfang radial auswärts von dem Drehring erhalten. Die Verbindung dient ebenfalls zum Festhalten der wärmeaufnehmenden Segmente und zum "

Halten in ihrer Stellung, ohne dieses Material einer übermäßigen'Beanspruchung oder einem übermäßigen Verschleiß auszusetzen·

Reibbelagmaterial kann an den äußeren radialen Flächen der Verkleidungsteile für einen Eingriff mit anderen Reibteilen beim Betätigen der Bremse oder Kupplung befestigt werden. Dieser Reibungseingriff erzeugt Wärme in dem sogenannten "Durohdringungsberelch¹¹, der sich

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radial nach außen von dem Drehring befindet. In diesem Durchdringungsbereich haben die Verkleidungsteile und die wärmeaufnehmenden Körper Segmentform und sind devhalb besser geeignet, sich den Änderung anzupassen, die von den großen TemperaturSchwankungen verursacht werden. Gleichzeitig werden die Segmente in diesem Bereich gut zusammengehalten, und zwar in Umfangsrichtung zwecks einer Stabilität in der Ebene.

Wenn der Drehring sich außerhalb des Durchdringungsbereiche befindet", unterliegen die Nietverbindungen der Verkleldungsteile keinem übermäßigen Verzug durch Wärme, und der Abstand zwischen den Ansätzen am Innenumfang wird beibehalten und sichert eine Maßstabilität, die für ein Gleiten des Drehrings an dem Torsionsstab beim Betätigen der Bremse oder Kupplung erforderlich ist.

Bei dieser Konstruktion kann ein wärmeaufnehmendes Material, wie Beryllium, für die Segmente verwendet werden, obgleich auch andere Werkstoffe mit besseren wärmeaufnehmenden Eigenschaften benutzt werden können. Da die Segmente von den Verkleidungsteilen gehalten und geschützt werden, schränken ihre Festigkeitseigenschaften ihre Benutzung nicht ein, und deshalb kann von die-r sen Werkstoffen der bestmögliche Gebrauch gemacht werden · Der Drehring und die Verkleidungsteile können aus einem starken, verschleißfesten Werkstoff, wie Stahl, sein.

Die beigefügte Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführung eines Bremsen-Reibteile gemäß und in Verkörperung

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der Erfindung wieder, die erläutert, wie die Erfindung ausgeführt werden kann· In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine Aufsicht auf die zusammengesetzte Reibscheibe (in ausgezogenen Linien), wobei bestimmte Teile weggebrochen sind und die Reibscheibe in drehendem Eingriff mit einem zugehörigen Teil gezeigt ist, der in diesem Beispiel ein Toreionsstab einer Radlagerung sein kann, der gestrichelt wiedergegeben ist, '

Pig. 2 ein Querschnitt durch die Scheibe nach Linie 2-2 in *ig. 1,

Fig. 3 eine seitliche Teilansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Teilansicht gemäß Fig. 1 einer Abänderung der Erfindung und

Fig. 5 ein Querschnitt nach Linie 9 - I in Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 hat die zusammengesetzte Reibscheibe 10 einen ringförmigen Teil, wie den Drehring 11, aus Stahl oder einem anderen festen, verschleißfesten Werkstoff. Aa Innenumfang des Drehringe 11 befinden sich mehrere i

Ansätze 12, die radial nach innen für einen Eingriff mit entsprechenden, zwischen sie passenden Antriebsteilen, wie den Hasen 13, an einem zugehörigen Bremsen- oder Kupplungsteil, der strioh-punktiert gezeigt und in diesem Fall ein Torsionsstab 14. Dieser Torsionsstab 14 let üblicherweise ein nicht umlaufender Teil, der an dem Radgestell eines Flugzeugs befestigt ist· Bs versteht ■loh, dafl diese Reibscheibe 10, obgleich sie in dieser

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Ausführung ein nicht umlaufender Bremsenteil ist, auch ein Drehteil mit dem Drehring 11 am Außenumfang sein und eine Torsionsverbindung mit einer sich drehenden Radlagerung haben kann.

Gekrümmte segmentförmige Verkleidungsteile, wie die Reibbelagträger 15, die aus Stahl oder einem anderen festen, verschleißfesten Werkstoff sein können, sind, etwa durch Niete 16, an den gegenüberliegenden, radial verlaufenden flächen 17 und 18 des Drehrings 11 befestigt und bilden aus Segmenten bestehende Reibbelagscheiben 19 und 21. Diese Reibbelagscheiben 19 und 21 erstrecken sich radial nach außen von dem Drehring 11 parallel mit Abstand. Zwischen die Reibbelagscheiben 19 und 21 sind gekrümmte, sektorförmige Segmente 22 aus wärmeschluckendem Werkstoff gesetzt. Diese Segmente 22 können aus Beryllium oder in einer Bremse oder Kupplung, bei welcher das Wärmeaufnahmevermögen nicht.so groß wie bei Hochleistungsbremsen für Flugzeuge sein muß, aus Stahl, Aluminium oder einem sonstigen geeigneten Werkstoff bestehen. Jedes Segment 22 hat eine Umfangslänge, die etwa halb so groß wie die Umfangslänge der Belagträger 15 ist, so daß ein Belagträger zwei Segmente überlappt. Die B_viagträger 16 der Reibbelagsoheiben 18 und 19 haben dieselbe Umfangslänge und sind an dem Drehring so befestigt, daß die Belagträger der Reibbelagsoheiben 18 die Bβlagträger der Reibbelagscheiben ¹⁹ "* ^θ1η·^η Betrag überlappen, der gleich der halben Umfangelänge der Belagt rager ist.

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Jedes Segment 22 hat eine gebogene Innenfläche 23, die sich gegen eine äu+ere Umfangsfläche 24 des Drehrings 11 legt. Radial einwärts von der Innenfläche 23 jedes Segmente 22 ist eine öffnung 25 durch das Segment angeordnet, um ein Befestigungsmittel zum Verbinden der gegenüberliegenden Belagträger 15 der Reibeungsbelagscheiben 18 und 19 aufzunehmen. In dem Ausftihrungsbeispiel der fig. 1 und 2 ist eine ^orm der Befestigung gezeigt, bei der zylindrisch· YorsprUnge, wie in Öffnungen 25 pas- ^ sende Bolzen 26, beispielsweise durch Punktschweißung mit den Belagträgern 15 verbunden sind. Stifte 27, die gezahnt oder genutet sein können, sind mit Klemmpassung in die Löcher der Zapfen 26 gesetzt.

Reibungsbelagmaterial 28 ist an den äußeren radialen Flächen der Belagträger 15 angebracht und kann von der Art sein, wie sie in dem USA-Patent 2 966 737 beschrieben und erläutert ist. ^ieses Reibbelagmaterial 28 ist radial auswärts von dem Drehring 11 angebracht, so daß die sogenannte Durchdringungszone Abstand von dem Drehring 11 hat. Demgemäß ist der Verzug des Drehrings 11 infolge Wärme minimal, und der Drehring hat eine größe- "

re Haßstabilität mit Bezug auf den Abstand der Drehringansätze 12. Das stellt weiter sicher, daß der Drehring 11 axial längs der Ansätze 13 des Torsionsstabs 14 ohne Kimmen und übermäßigen Verschleiß gleitet.

Planstabilität der zusammengesetzten Reibscheibe 10 an dem Außenumfang und in dem Durchdringungsbereich wird durch das Überlappen der Belagträger 15 der Reibbelag-

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scheiben 19 und 21 und die Verbindung durch die Zapfen 26 und Stifte 27 gesichert, welche den Spalt zwischen benachbarten Belagträgern überbrücken· Dieses Überlappen 1st In ?ig. 3 erläutert, die die Segmentkonstruktion der Belagscheiben 19 und 21 und besondere das Überlappen der Belagträger 15 dieser beiden Scheiben zeigt. Sie zeigt auch die Unterteilung des wärmeaufnehmenden Material in Segmente 22, welche die halbe Umfangslänge der Belagträger 15 IJ ab en.

Wie in ^Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist, sitzen die Niete 16, die die Belagträger 15 an dem Drehring 11 befestigen, am Innenumfang des Drehrings und vorzugsweise in den Ansätzen \2 des Drehrings, der sich in einer Lage außerhalb des Durchdringungsbereichs und in einer Zone befindet, in der die geringste Verzerrung durch Wärme auftritt. Es ist zu bemerken, daß jeder Reibbelagträger 15 eine Form am Innenumfang hat, welche der Form des Drehringe 11 mit den Ansätzen 29 von gleicher Form wie die Ansätze 12 des Drehringe 11 und halben Ansätzen 31 entspricht, die im wesentlichen die halbe Umfangebreite der Ansätze 12 des Drehringe 11 haben. In *'ig. 4 and 5 ist eine Abwandlung 10 gezeigt, bei der die überlagernden Reibbelagträger 32 Kanten 33 haben, die über die Kanten 34 der Segmente 35 aus wärmeaufnehmendem Werkstoff ragen. Diese Reibbelagträger 32 Bind an dem Drehring 11' durch Niete 16* in derselben Weise wie die ^elagträger 15 an dem Drehring 11 befestigt.

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Die Öffnung 36 sitzt im wesentlichen an der gleichen Stelle wie die Öffnung 25 im Segment 22. Die Flächen der Belagträger 32 haben um die öffnungen herum Ausnehmungen und bilden Kanten 37, welche die Einkerbung umgeben. Die Reibbelagträger 32 haben entsprechende Einkerbungen 38, die in die Einkerbungen passen und Über · die Kanten 37 der Segmente 35 greifen. Die Niete 39 gehen durch die Öffnungen 36 in den Segmenten 35 und rer- j binden die *elagträger 32. Eine Hülse 41 aus Stahl oder anderem verschleißfesten Werkstoff ist zwischen den Belagträgern 32 und um die Nieten 39 angeordnet. Die Außenwand der Hülse 41 hat Abstand von der Wand der Öffnung 36, und auf diese Weise werden die Kräfte, die durch die Nieten 39 übertragen werden und denen die Segmente 35 unterliegen, auf einem Kleinstwert gehalten. Das erlaubt die Verwendung zerbreohliohen, wärmeabsorbierenden Materials, wie Beryllium, in den Segmenten 35·

Bs ist auoh zu bemerken, daß das Reibbelagmaterial 42 an den radialen Flächen der ^elagträger radial auswärts des Drehrings 11* befestigt ist» jedoch sind die linker- I bungen 38 im Belagträger nicht mit diese« Reibbelagmaterial bedeckt, so dal Zugang zu den Mieten 39 Torhanden ist·

Die Miete 39 und 16* klemmen die Segmente 35 zwisoaen den Belagträgern 32 feet und eohaffen so eise Konstruktion, bei der die Segmente 35 aus lArmeaufnehmendem Material feet in ihrer Lage ron dem Kanten 33 der Belagträger gehalten werden und die Einkerbungen 38 in dem

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Belagträgern in die Kanten 37 der Segmenteinkerbungen passen. Biese Belagträger 32 überlappen in gleicher Veis4e vie die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten, und deshalb wird die Stabilität in der Ebene ebenso bei dieser Aueführungsform erreicht·

Der Reibbelag 42 der in ^ ig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform kann von der Art sein, welche in dem USA-Patent 2 966 737 beschrieben und erläutert ist. Ss versteht sich ebenfalls, daß die vorliegende Erfindung da angewandt werden kann, wo das Reibbelagmaterial sich an einem anderen Bremsenteil befindet, mit dem die zusammengesetzte Reibscheibe 10 in Singriff kommt und nicht an den Belagträgern 15 oder 32 befestigt ist. In jedem Fall befindet sich der sogenannte Durchdringungsbereich radial auswärts von dem Drehring 11 und 11', so daß die Vorteile , eine Segemtnunterteilung in diesem Bereioh und einen durchgehenden Ring in dem Drehring außerhalb dieses Berichs zu haben, erreicht werden.

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Claims (10)

20437H Ansprüchet

1. Segmentreibscheibe für Bremsen oder Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Ringteil (11) mit geformten Mitteln (12, 13) sowohl am Außen- als auch am Innenumfang zum tibertragen des Drehmoments und Verkleidungsteile (15, 32) hat, die auf dem Ringteil für einen Reibungseingriff mit anderen Reibteilen sitzen, sich von dem Drehteil fort erstrecken und mit denen eine Anzahl Segmente (22, 35) aus wärimeabsorbierendem Material verbunden ist·

2. Segmentreibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidungsteile 05, 32) auf dem Ringteil (11) in axialem Abstand sitzen und sich über gegenüberliegende Seiten der Segmente (22, 35) aus wärmeaufnehmendem Material erstrecken·

3· S.gmentreibscheibe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eegmentförmigen Verkleidungsteile (15, 32) die gleiche Größe haben und auf dem Ringteil (11) so sitzen, daß die Seile auf einer Seite am Umfang die Teile auf der anderen Seite überlappen.

4· Segmentreibscheibe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangs-Überlappung der Teile (15, 32) der halben Umfangsbreite der Teile gleich ist.

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5. Segmentreibecheibe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangebreite jedes Segments (22, 35) halb so groß wie die Breite der Verkleidungsteile (15, 32) und jeder Verkleidungsteil mit zwei Segmenten verbunden ist, so daß benachbarte, sich über eine Seite der Segmente erstreckende Verkleidungsteile am Umfang über die Segmente und die überlappenden Verkleidungsteile verbunden sind, die sich über die andere Seite der Segmente erstrecken.

6. Segmentreibscheibe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (11) die geformten Teile (12, 13) am Innenumfang für einen Eingriff mit einem nicht

- drehenden Körper (14) hat und die Verkleidungsteile (15» 32) sich radial auswärts von dem Ringteil (11) erstrekken, wobei jedes Segment (22, 35) mit einer radial innen liegenden Fläche am Außenumfang des Ringteils (11) sitzt.

7· Segmentreibecheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Teile eine Anzahl Ansätze (12, 13) haben, welche sich radail einwärts von dem Ringteil (11) erstrecken.

8. Segmentreibecheibe nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verkleidungsteil (15» 32) am Umfang mit benachbarten Verkleidungsteilen und Verkleidungsteilen in axialem Abstand durch Verbindungsmittel (16, 39) mit Segmenten (22, 35) an Stellen radial auswärts von dem Ringteil (11) ist.

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9* Segmentreibscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die V_erkleidung»stücke (15, 32) Kanten (33) haben, welche über den Kanten der Segment β (22, 35) liegen, um die Segmente zwischen den Verkleidungsteilen in Stellung zu halten·

1o. Segmentreibacheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (35) eine Ausnehmung (38) in radialem Abstand auswärts des Hingteile (11, 11') und jeder Verkleidungsteil (15, 32) eines entsprechende Ausnehmung an der gleichen Stelle zur Aufnahme eines Befestigungskopfe unter der radialen Fläche des Yerkleidungsteils hat·

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