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.R-E I B S C H E I B E
Die Erfindung betrifft eine Reibscheibe,
bei der ein kreisringförmiger Reibteil unterbrechungslos in einen topfförmigen Befestigungsteil
übergeht,. wie sie insbesondere als Bremsscheibe für Kraftfahrzeugscheibenbremsen
verwendet*wird.
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Derartige 3remsscheiben können durch'Anpressen eines oder mehrerer
Reibelemente gegen den kreisringförmigen Reibteil abgebremst werden, wenn sie mit
der Nabenachse umlaufen. Beim Anpressen der Reibelemente an di&Scheibe treten
an dieser Schwingungen in Form von Biege--und Dehnwellen auf, die von-der Scheibe
abgestrahlt werden und sich. meistens als unangenehme Geräusche bemerkbar machen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, die schallabstrahlende
Scheibe derart zu dämpfen, dgß. Geräusche nicht mehr vernehmbar sind. Da aber beim
Anpressen der Reibelemente an die Scheibe nicht nur .Schwingungen angeregt werden,
sondern auch Reibungswärme durch Umsetzung der Bewegungsenergie entsteht,'liegt
eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, die Dämpfungsmaßnahmen"derart vorzusehen,
daß eine :lärmeabfuhr aus der Scheibe durch-Wärmeleitung nicht durch die Dämpfungsmaßnahmen.behindert
wird.
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a Es ist schon bekannt (DGPI' 1 859 085)9 bei Bremstrommeln oder -scheiben
federnde Drahtringe in meistens an den Rändern befindliche Uuten so einzusetzen,
daß die Drahtringe mit Spannung gegen den Grund der fluten anliegen.
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Bei diesen nur auf den Reibteil der Trommeln oder Scheiben wirkenden
Maßnahmen ist der Erfolg niemals sehr groß gewesen, vermutlich weil die Spannung
hauptsächlich im Drahtring und weniger in dem zu dämpfenden Element erzeugt wird:
Die geringe auf das schwingende Element ausgeübte Spannung ist je Bach Anlage des
Drahtringes auch noch im Keaentliehen auf nur eine Wirkungsrichtung beschränkt.-
Bei
einer weiteren bekanntgewo.rdecien (USA P 3 286 799)Dämpfungsmaßnahme .liegt ein
Drahtwickel aus vorzugsweise Kupferdraht in einer in den Scheibenumfang eingestochenen
Nut. Im'Gegensatz zu der vorher beschriebenen Vorrichtung sollen'die.Drahtwickel
nicht fest spannend sondern so liegen, daß.ein geringes Maß an 'Bewegung der Einzeldrähte
gegeneinander möglich ist. .
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Der ältere Erfinder möchte auf diese ;leise die axial gerichteten
Schwingungen dämpfen.
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Es ist jedoch zu befürchten, daß die angestrebte Beweglichkeit der
Einzeldrähte in gerade urierwünschter Weise zu einem zusätzlichen Geräusch Anlaß
gibt, ohne das,zu dämpfende Geräusch genügend wirksam zu-unterdrü.cken.
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Bei .einer Reibscheibe nach der Erfindung, bei der ein kreisringför-.miger_Reibteil
unterbrechungslos in einen topfförmigen Befesfigungsteil übergeht, werden die geschilderten
Nachteile dadurch vermieden, daß Vorrichtungen am Reib- und -oder Befestigungsteil
angebracht sind, durch welche diese auseinander oder gegeneinander. spannbar sind.
-In einem in der Zeichnung dargestellten günstigen Ausführungsbeispiel'einer gedämpften
Reibscheibe wird eine wirksame Dämpfung an der bekannten Topfscheibe in überraschend
einfacher ;'veise dadurch erreicht, daß an dem Flansch. des topfförmigen Befestigungsteiles
ein glockenförmiges, rotationssymmetrisches oder mehrere pratzenförr:ige Elemente
angebracht sind, die sich derart auf dem kreisringförmigen Reibteil abstützen, daß
dieser geringfügig von dem Topfteil abgebogen wird. .
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Auf diese Weise wird zunächst eine Biegespannung in dem Reibteil erzeugt.
Des weiteren tritt bei Geräuschen, die sich als Dehnwellen in dem Reibteil fortpflanzen,
eine Reibung an dem Teil der Kreisringfläche auf, an dem sich die pratzenförmigen
Elemente abstützen.
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Biege- und Dehnwellen werden also durch eine Vor'spannung und durch
Reibung gedämpft. Dieee@Vorriehtung_kann auch noch bei schon, im Betrieb befindlichen
Reibscheiben angebracht werden.
Eine -andere bevorzugte Ausführung
ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß Reib-und Befestigungsteil über
eine, im Querschnitt gesehen, kröpfungsartige Ausbiegung in einander übergehen,
wobei sie durch Druckelemente auseinander -spannbar sind. -Diese Druckelemente -lassen-sich
auf einfache Weise durch mehrere Druckschrauben konstruktiv verwirklichen, die auf
einem Teilkrels um die AXe herum angeordnet sind. Die Druckschrauben sind in einem
Gehrinde im kreisringförmigen Reibteil befestigt und'stützen sich mit ihrem Bolzenteil
auf dem topfförmigen Befestigungsteil der Reibscheibe ab. -Liese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß sich die Spannung und damit die Dämpfungswixkung sehr leicht
einstellen läßt. Die Reibun,cfsvirkung wird in diesem F2.21 an den Kontaktflächen
von Bolzenteil und dem topfförmigen Defestigungsteil erzielt.
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Eine weitere günstige dönstruktionsform ist d a d u r c h g e -k e
n n z e i c h n e t, d a ß Reib- und Befestigungsteil ebenfalls über eine'kröpfungsartige
Ausbiegung oder auch über tuten in einander übergehen, daß aber der durch die Ausbfegung
entstehende Raum mindestens teilweise durch -vorzugsWeis.e-bogenförmige Elemente
aus einem Dämpfüngsmaterial- nerart'ausgefüllt ist, =daß Reib- und Befestigungsteil
auseinander gespannt sind:. '_ Das Dämpfizngsmaterial kann dabei günstgerweise eine
keilförmige Form haben, um das.Eintreiben zu erleichtern.-Vorteilhaft wird das Dämpfungsmaterialdurch
Bandagerung-oder durch Stiftschrauben gegen unbeabsichtigtes Lösen gesidhert. '
= Das Dämpfungsmaterial soll die Energie der Biege- und der Dehnwellen aufnehmen.
Vorteilhafte Materialien weisen deshalb einen höhen mechanischen Verlustfaktor im-Material
und einen hohen Reibbeiwert gegenüber den. Beührungsflächen auf. -Als. besonders
geeignete Materialien für die Anwendungsfälle, bei denen sowohl Biege- als auch.Dehnwellen
zu dämpfen sind, das heißt für die Dämpfung der Körperschale-abgebenden Körper,
haben sich-deshalb die Reibwerkstoffe erwiesen.
:Bei den Reibwerkstoffen
handelt es sich entweder um organisch gebundene, das heißt-durch duroplastische
Harze oder durch Kautschuke gebundene Gemenge aus Metallen, Mineralien und l'aserstoffen
oder metallisch gebundene, das heißt nach pulvermetallurgischen Verfahren hergestellte
Stoffe.
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Beide Arten von Stoffen lassen sich nu n in vorteilhafter ;`reise
als Dämpfungsmaterialen verwenden.
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U'eitere Einzelheiten gehen aus der Zeichnung hervor, in der Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt sind.
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Es zeigen: Fig.-1 bis Fig. 4 halbierte Querschnitte von Reibscheiben,
' die aus kreisringförmigen Re ,L'teilen 11, 21,`31 und 41 - und topfförmigen
Befestigungsteilen 1?, 22, 32, und 42 bestehen.
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In Figur 1 erkennt- man, -daß am Befestigungsteil 12, mit dem-die
Reibscheibe an einer nichtgezeichneten Nabe befestigt wird, ein Druckelement
13 mit 5ilfe von Schrauben 14 angebracht ist.
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Dieses Druckelement 13 kann ebenfalls topf- oder glockenförmig sein
oder auch,.aus-einzelnen ringsherum angeordneten, pratzenförmigen Elementen bestehen.
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Druckelement 13 stützt sich derart auf dem kreisringförmigen Reibteil
11 ab, daß dieses-eine Biegespannung gegenüber dem Befestigungsteil, 12 - erhält.
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Bei der' in Figur 2 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen.Reibsoheibe
gehen Reibteil 21 und Befestigungsteil 22 über eine,-im Querschnitt gesehen,-kröpfungsartige
Ausbiegung 23 in einander über.
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Auf einem Teilkreis "um die Drehaxe sind in dem Reibteil 21 eine Reihe
von Druckschrauben 24 angeordnet, die-sich mit ihrem Bolzenteil auf einer-Kreisringfläche
25 des Befestigungsteiles 22 abstützen. Bit Hilfe der Druckschrauben 24 läßt sich
die Spannung des Reibteils
21 gegen das Befestigungsteil 22 'auf
einfache Weise so einstellen, daß optimale Üä:mpfungsverhältnisse entstehen. ..
Bei den in den Figuren 3 und 4 därgestellten Konstruktionsformen ist.der*d.urch
die Ausbiegung 33 beziehungsweise 43 entstehende Raum wenigstens teilweise durch
Dämpfungselemente34 beziehungsweise 44 ausgefüllt. .. Die Lämpfungselemente 34 werden
nach Spreizung der Ausbiegung so eingesetzt, daß sie unter Spannung in der Ausbiegung
sitzen, und sind durch Stiftschrauben 35 gesichert..
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Die keilförmigen Dä.mpfungselemente 44 werden so weit eingetrieben,
daß die erreichte Spannung optimalen Dämpfüngsverhältnissen entspricht, und-anschließend
durch'ein Spännband 45 gesichert.
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nls L,`_aterial für-die DämpfungselerrLente, -die die Schwingungsenergie
sowohl durch.Äbsorption im Volumen als auch durch Reibung an den Oberflächen aufnehmen
sollen, kommen vor allem Reibwerkstoffe in Frage.
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v Als besonders-vorteilhaft haben sich solche Stoffe erwiesen, derenmechanischer-
Verlustfaktor nach DIN
[email protected] mindestens-10 % und deren Reibbeiwert gegenüber dem
Material des damit in Berührung befindlidhen@Kons-truktionselementes mindestens
0,2 beträgt.
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Es ist außerdem günstig, wenn der Elaetizitätsmodul der,Druckelastizität
mindestens 5.104 kp/cm2 ausmacht.
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Bei Reibscheiben ist eine gute Illä.rmestä,ndigkeit des Dämpfungsmaterials,
wies sie die-Reibwerkstoffe meistens an sich aufweisen, ebenfalls eine vorteilhafte
Eigenedhaft.
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Hei Reibscheiben, die so gebaut sind, .daß eine Kröpfung'oder Nute
mit Dämpfungsmaterial angefüllt wird, ist es günstig, die Weite diqaer Ausnehmung
ungefähr ebenso--ab groß, wie die Dioke des kreis-. ringfermigen Reibteile
zu machen.'".
Gute DCj*.rtpfurdsve:rh:ltniss'o werden erreicht,
wenn das eingespannte rz.-#ipfungsmaterial eine Stäuchungvon ungefähr 1 ;b aufweist.
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Bei, den @..usführunüsbeispielen der.-Figuren 1 und 2 kann die D.9:-iiip.Lurt;
dadurch -unter Umständen .noch verbessert werden, daf DC*:.rripfun,L;s- ' m«teria'I
nit den vor.erwiähnten Eigenschaften an geeigneten Steller., insbesondere dort,
wn der Druck erzeugt wird, eingebaut wird.
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@.can erkennt in rigur 1 ein derartiges Dämpfungselement 15. in ähnliches'
Element ließe sich in Figur. 2 zwischen der Schraube 2¢ und ,der Befestigungsteil
22 .einlegen. .
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.Oftmals reicht aber die durch die einfache Druckschraubenanordnung
nach Figur"2''erzielbare Dämpfung vollkommen aus, weil auch nach .dieser einfachen
Anordnung Biegewellen bereits in einem gewissen Maße-durch die Biegevorsparinung
und Dehnwellen durch. die Reibung an den Berührungsflächen des Bolzen- und das Befestigungsteiles
22 gedämpft werden.