DE2106290B2 - Friction disc for disc brakes with friction plates made of graphite - Google Patents
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Description
eine Übertragung der Bremskraft durch einen verhältnismäßig geringen Druck ermöglicht wird, der dann für die geringeren mechanischen Eigenschaften des Graphits verträglich ist. Darüber hinaus wird der Graphit ausschließlich auf Druck beansprucht, was insoweit vorteilhaft ist, als die Druckfestigkeit des Graphits verhältnismäßig groß ist.a transmission of the braking force is made possible by a relatively low pressure, the is then compatible for the lower mechanical properties of graphite. In addition, the Graphite is only subjected to pressure, which is advantageous as the compressive strength of graphite is relatively large.
Die weiteren Maßnahmen nach den Ansprüchen 5 bis 7 verbessern die Kraftübertragung vom Trägerteil auf den Graphit.The further measures according to claims 5 to 7 improve the power transmission from the carrier part on the graphite.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtSeveral exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows
Fig. 1 eine radiale Schnittansicht durch die Gesamtanordnung einer Scheibenbremse,1 shows a radial sectional view through the overall arrangement of a disc brake,
Fig. 2 eine radiale Schnittansicht einer Reibscheibe des Stators der Bremse undFig. 2 is a radial sectional view of a friction disk of the stator of the brake and
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 vergrößerte, teilweise gebrochene Teilansicht der gleichen Bremsscheibe,FIG. 3 shows an enlarged, partially broken, partial view of the same brake disk compared to FIG. 2, FIG.
Fig. 4 eine radiale Schnittansicht einer Scheibe des Rotors,Fig. 4 is a radial sectional view of a disk of the Rotors,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Scheibe, die verschiedene Ausführungsformen der Platten aus Graphit zeigt, undFig. 5 is a plan view of a disk, the various embodiments of the plates made of graphite shows, and
Fig. 6 eine demgegenüber vergrößerte Teilansicht einer dieser Graphitplatten,6 shows an enlarged partial view of one of these graphite plates,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen sich wiederholenden Sektor eines Rotors undFigure 7 is a top plan view of a repetitive Sector of a rotor and
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen sich wiederholenden Sektor eines Stators.Figure 8 is a top plan view of a repeating sector of a stator.
Gemäß Fig. 1 weist die Bremse eine Trägeranordnung 1 mit Kolben-Zylinder-Einheiten 2 zur Erzeugung der Andruckkräfte auf. Die als Wärmesenke wirkende Bremse setzt sich aus Statoren 3 und Rotoren 4 zusammen, wobei die Statoren und die Rotoren mit Reibplatten (im folgenden mit Graphitplatten bezeichnet) versehen sind, die jeweils gegeneinander reiben. Die Wärmesenke ist daher durch die Statoren und Rotoren gebildet, die als Träger für die Graphitplatten dienen, sowie durch die Graphitplatten selbst. According to FIG. 1, the brake has a carrier arrangement 1 with piston-cylinder units 2 for generating of the pressure forces. The brake, which acts as a heat sink, consists of stators 3 and rotors 4 together, the stators and rotors with friction plates (hereinafter referred to as graphite plates) are provided, which rub against each other. The heat sink is therefore through the stators and rotors are formed, which serve as supports for the graphite plates, as well as by the graphite plates themselves.
Fig. 2 zeigt eine radiale Schnittansicht einer Statorscheibe, während Fig. 3 zur Erläuterung eine vergrößerte Teilansicht dieser Statorscheibe teilweise gebrochen darstellt. In den Stator 3 sind in Gestalt von Ausnehmungen Zellen 6 eingearbeitet, die einen ebenen Boden 7 aufweisen, und jeweils durch eine Mantel- oder Zylinderfläche 8 begrenzt, wie im folgenden beschrieben wird. Die Mantellinien dieser Zylinderfläche 8 verlaufen senkrecht zum Stator 3. Jede Zelle 6 nimmt eine Graphitplatte 11 auf, die zwei zueinander parallele ebene Flächen aufweist sowie eine dazu senkrechte Zylinderfläche 12. Diese Zylinderfläche 12 verläuft parallel zur Zylinderfläche 8 der Zelle 6, wobei zwischen diesen beiden Oberflächen ein vorgegebener Abstand 14 vorgesehen ist, der größer als der wegen der Wärmedehnung und -kontraktion im Betrieb erforderliche Spalt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jede Graphitplatte 11 in ihrer Zelle 6 durch einen Niet 16 gehaken, der durch die Graphitplatte 11 mit einem radialen Spiel 17 hindurchgeht, das größer als der Abstand 14 zwischen den Zylinderflächen ist.FIG. 2 shows a radial sectional view of a stator disk, while FIG. 3 shows an enlarged view for explanation Partial view of this stator disk is partially broken. In the stator 3 are in the form of Recesses cells 6 incorporated, which have a flat bottom 7, and each by a jacket or cylinder surface 8 limited, as will be described below. The surface lines of this cylinder surface 8 run perpendicular to the stator 3. Each cell 6 receives a graphite plate 11, the two to each other has parallel flat surfaces and a cylindrical surface 12 perpendicular thereto. This cylindrical surface 12 runs parallel to the cylindrical surface 8 of the cell 6, between these two surfaces a predetermined distance 14 is provided which is greater than that due to thermal expansion and contraction is the gap required in operation. In this embodiment, each graphite plate 11 is in their Cell 6 hooked by a rivet 16 which passes through the graphite plate 11 with a radial clearance 17, which is greater than the distance 14 between the cylinder surfaces.
Auf diese Weise kann sich die Graphitplatte 11 leicht in ihrer Zelle 6 verschieben. Während der Bremsung gestattet diese Verschiebung, daß sich die Graphitplatte 11 gegen eine der Kanten ihrer Zelle anlegt. Hierdurch wird die Übertragung der bei der Reibung erzeugten Kräfte von der Graphitplatte 11 auf ihren metallischen Träger ermöglicht, und zwar hauptsächlich durch Druck, für den die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit des Graphits am besten ist. Durch diese Wirkung sind die Graphitplatten 11 in die ZeMen 6 des Trägers eingefügt, wobei der geringe Überstand jeder Graphitplatte 11 über die Zelle 6 hinaus ausreicht, um die Reibung von Graphit auf Graphit zu gewährleisten, wodurch ein geringer Grad an Verschleiß der miteinander in Berührung stehenden Oberflächen erzielt wird.In this way, the graphite plate 11 can move easily in its cell 6. During the Braking allows this displacement to move graphite plate 11 against one of the edges of its cell applies. This enables the transmission of the forces generated during the friction from the graphite plate 11 on their metallic support, mainly by pressure, for which the strength and Resistance of graphite is best. By this effect, the graphite plates 11 are in the cells 6 of the carrier are inserted, the slight protrusion of each graphite plate 11 over the cell 6 addition is sufficient to ensure the friction of graphite on graphite, creating a low degree wear of the surfaces in contact with one another is achieved.
Der Aufbau, der anhand der Fig. 2 und 3 unter Bezugnahme auf eine Statorscheibe beschrieben worden ist, ist auch auf eine Rotorscheibe anwendbar.The structure which has been described with reference to FIGS. 2 and 3 with reference to a stator disk is also applicable to a rotor disk.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Rotorscheibe analog zum Vorbeschriebenen ausgeführt. Es sind jedoch die Zellen 6 und die Graphitplatten 11 auf beiden Flächen des Rotors 4 (Scheibe 4) angeordnet, und zwar mit zueinander gekehrten Rückflächen, und die so mit den Rückflächen zueinander gekehrten Graphitplatten 11 werden durch einen einzigen Niet 16 gehalten, der jeder Graphitplatte 11 die geschilderte Verschiebemöglichkeit innerhalb seiner Zelle 6 läßt, und zwar mit Hilfe des beschriebenen radialen Spiels 17 zwischen dem Niet 16 und der Graphitplatte 11, das größer als der Abstand 14 zwischen der Graphitplatte 11 und der Zelle 6 ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, a rotor disk is designed in a manner analogous to that described above. However, it is the cells 6 and the graphite plates 11 on both surfaces of the rotor 4 (Disc 4) arranged, with the rear surfaces facing each other, and so with the rear surfaces facing each other graphite plates 11 are held by a single rivet 16, each graphite plate 11 can be moved within its cell 6, with the help of the described radial play 17 between the rivet 16 and the graphite plate 11, which is greater than the distance 14 between the graphite plate 11 and the cell 6 is.
Anhand der Fig. 5 bis 8 werden verschiedene Ausführungsbeispiele der zueinander parallelen und sehr nahe zueinander angeordneten Zylinderflächen 8 der Zellen 6 und der Zylinderflächen 12 der Graphitplatten 11 beschrieben.With reference to FIGS. 5 to 8, different exemplary embodiments of the mutually parallel and very cylinder surfaces 8 of the cells 6 and the cylinder surfaces 12 of the graphite plates arranged close to one another 11 described.
Die Draufsicht gemäß Fig. 5 zeigt schematisch verschiedene Ausführungsformen dieser Flächen. Die Graphitplatten 21 sind kreisförmig. Die Graphitplatten 22, von denen eine im einzelnen in Fi g. 6 dargestellt ist, sind trapezförmig mit zwei gekrümmten Seitenkanten und zwei geradlinigen und radial verlaufenden Seitenkanten ausgebildet. Um die Kanten der einander gegenüberliegenden Graphitplatten, die aufeinander reiben, progressiv miteinander in Berührung bringen zu können, sind die geradlinigen Seitenkanten wenigstens eines Satzes der Graphitplatten gegenüber dem radialen Verlauf geneigt, wie anhand der Platten 23 dargestellt ist. Zum anderen können die Zellen in die Masse selbst eingearbeitet sein, z. B. durch Walzen oder Pressen, wie für die kreisförmigen Graphitplatten 21 in Fig. 5 und für die trapezförmigen Graphitplatten 22 gemäß Fig. 5 und 6 sowie 23 gemäß Fig. 5 dargestellt ist. Diese Zellen können aber auch gemäß Fig. 5 durch zwei kreisförmige Bunde 25 und 26 und durch Stege 27 gebildet sein, die angeschraubt, angenietet oder angeschweißt bzw. angelötet sein können, wie für die trapezförmigen Graphitplatten 24 mit den radial verlaufenden Seitenkanten und für die trapezförmigen Graphitplatten 28 mit geneigt zum Radius verlaufenden Seitenkanten dargestellt ist.The top view according to FIG. 5 shows schematically different embodiments of these surfaces. the Graphite plates 21 are circular. The graphite plates 22, one of which is shown in detail in Fi g. 6 shown are trapezoidal with two curved side edges and two straight and radial ones Side edges formed. Around the edges of the opposing graphite sheets that Rubbing against each other, being able to bring them progressively into contact, are the straight side edges at least one set of graphite plates inclined relative to the radial course, as shown in FIG Plates 23 is shown. On the other hand, the cells can be incorporated into the mass itself, e.g. B. by rolling or pressing, as for the circular graphite plates 21 in Fig. 5 and for the trapezoidal ones Graphite plates 22 according to FIGS. 5 and 6 and 23 according to FIG. 5 is shown. But these cells can also be formed according to FIG. 5 by two circular collars 25 and 26 and by webs 27 which are screwed on, can be riveted or welded or soldered, as for the trapezoidal graphite plates 24 with the radially extending side edges and for the trapezoidal graphite plates 28 shown with side edges inclined to the radius is.
Die Fig. 6 läßt im größeren Maßstab den die Graphitplatte auf dem ganzen Umfang umgebenden Abstand 14 zwischen der Umfangsfläche 12 und der Umfangsfläche 8 ihrer Zelle 6 erkennen, wobei diese Oberflächen hier trapezförmig umlaufen mit stark abgerundeten Ecken.Fig. 6 leaves the graphite plate on a larger scale on the entire circumference surrounding distance 14 between the circumferential surface 12 and the circumferential surface 8 recognize their cell 6, these surfaces here running around trapezoidal with strongly rounded ones Corners.
Fig. 7 stellt einen sich wiederholenden Sektor BOB' eines Ausführungsbeispiels des Rotors nach der Erfindung dar. Der Rotor 4 wird durch einen metallischen Träger gebildet, der auf seinen beiden Flächen Zellen trägt, in denen die Graphitplatten 11 unterge-7 shows a repetitive sector BOB 'of an exemplary embodiment of the rotor according to the invention. The rotor 4 is formed by a metallic carrier which, on its two surfaces, carries cells in which the graphite plates 11 are located.
bracht sind. Jede Graphitplatte 11 ist mit einer zentralen Bohrung versehen, die ihre Befestigung mit Hilfe von Nieten 16 gestattet, wobei der gleiche Niet hier zur Befestigung beider mit zueinander gekehrten Rückenflächen angeordneter Graphitplatten auf jeder Fläche des Trägers dient, wie bereits anhand Fig. 4 beschrieben worden ist.are brought. Each graphite plate 11 is provided with a central hole that its attachment with the help of rivets 16 allowed, the same rivet here for fastening both with facing each other The back surfaces of graphite plates arranged on each surface of the carrier are used, as already with reference to FIG. 4 has been described.
Die Zahl und die Form der Graphitplatten in jedem Sektor BOB' kann wahlweise und je nach dem Anwendungsfall variiert werden.The number and the shape of the graphite plates in each sector BOB ' can be varied optionally and depending on the application.
In Fig. 8 ist ein sich wiederholender Winkelsektor COC eines Stators dargestellt. Der Stator weist die Form eines Kreisringes auf, der aus einer veränderlichen Zahl von Sektoren 31 zusammengesetzt ist, die in bekannter Weise sich gegeneinander anlegen, wie z. B. aus der französischen Patentschrift 1301317 und deren Zusatzpatentschrift 87527 bekannt ist. Jeder Sektor 31 weist einen metallischen Träger 32, zwei Graphitplatten 11, die in den zu diesem Zweck im Träger 32 vorgesehenen Ausnehmungen oder Zellen untergebracht werden, und zwei Nieten 16 auf, die zur Befestigung der Graphitplatten 11 auf dem Träger 32 dienen, wie bereits anhand Fig. 2 beschrieben worden ist. Der Träger 32 weist ferner in z. B. aus den vorerwähnten französischen Patentschriften bekannter Weise ein mit einer Bohrung 33 versehenes Befestigungsauge auf, das zur Übertragung des bei der Bremsung entstehenden Drehmoments auf die Tragkonstruktion der Bremse dient. Dieser Träger ist ferner mit einem Abschnitt 34 und einem Anschlußvorsprung 35 versehen, die zur Verbindung der aufeinanderfolgenden Sektoren 31 des gleichen Stators dienen. Dabei legt sich der Anschlußvorsprung 35 in einen Ausschnitt 34 des jeweils benachbarten Sektors, wodurch die gesamte Anordnung geschlossen ist und einen in Sektoren aufgeteilten Kreisring bildet.In Fig. 8, a repeating angular sector COC of a stator is shown. The stator has the shape of a circular ring, which is composed of a variable number of sectors 31, which create against each other in a known manner, such. B. from French patent specification 1301317 and its additional patent specification 87527 is known. Each sector 31 has a metallic carrier 32, two graphite plates 11, which are accommodated in the recesses or cells provided for this purpose in the carrier 32, and two rivets 16 which are used to fasten the graphite plates 11 on the carrier 32, as already based on Fig. 2 has been described. The carrier 32 also has in z. B. from the aforementioned French patents known manner on a provided with a hole 33 fastening eye, which is used to transmit the torque generated during braking to the support structure of the brake. This carrier is also provided with a section 34 and a connection projection 35 which serve to connect the successive sectors 31 of the same stator. In this case, the connection projection 35 lies in a cutout 34 of the respectively adjacent sector, whereby the entire arrangement is closed and forms a circular ring divided into sectors.
Die Anzahl der Ausnehmungen oder Zellen 6 in jedem Sektor kann variiert werden, ebenso die geometrische Form dieser Ausnehmungen oder Zellen.The number of recesses or cells 6 in each sector can be varied, as can the geometric one Shape of these recesses or cells.
In bezug auf das die Träger der Sektoren und des Rotors bildende Metall wird bemerkt, daß diese entsprechend dem gewünschten Zuwachs an Masse verschieden sein können.With regard to the metal forming the supports of the sectors and of the rotor, it is noted that these are correspondingly the desired increase in mass can be different.
Zum Beispiel gestattet eine Wärmesenke aus Graphit bei gleichen Betriebsbedingungen und in bezug auf eine übliche Wärmesenke aus Stahl einen Massegewinn von 45% und 70% im Vergleich mit Trägern aus Beryllium. Wenn diese Werte auf das Niveau der Masse der Bremse bezogen werden, beträgt der Gewinn 30% im Vergleich mit einem Träger aus Stahl und 54% im Vergleich mit einem Träger aus Beryllium. For example, a graphite heat sink allows under the same operating conditions and in relation to on a conventional heat sink made of steel a mass gain of 45% and 70% compared to beams made of beryllium. If these values are related to the level of the mass of the brake, the profit is 30% compared to a steel support and 54% compared to a beryllium support.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
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