DE1931969A1 - Scheibenbremsen - Google Patents

Description

The Carborundum Company ή g ο -j c rQ

1625 Buffalo Avenue
Niagara Falls, N.Y. 14302

U. S. A. 23. Juni 1969

Scheibenbremse

uie Erfindung betrifft Scheibenbremsen. Wie andere mechanische

stoppen diose Bremsen die Drehbewegung mechanischer Teile durch Umwandlung· iiie.7. ha nischer Knergin in Wärme. Dip ¥:ir..:e wird dadurch erzeugt, daß zwei Reibflächen aneinanderreihen. Bei Scheibenbremsen ist mindestens eine der Reibfläctien die Stirnseite einer Scheibe, die gegen eine andere Reib-r fläche rotiert. Mehrfach-Scheibenbremsen sind aus einer Vielzahl von Reibscheiben aufgebaut, von denen ein Teil angetriebenist, also mit dem rotierenden Teil verbunden ist, während die anderen unbeweglich bzw. feststehend angeordnet sind. Die Scheibenflächen we-νή on durch AxIaIEräfte aneinandergedrückt, u!'i eine Bremswirkung hervorzurnfeh. Allgemein ist die pro Zeiteinheit absorbierte kinetische Energie direkt proportional KUüi jj!-"ick auf die Scheibenflächen, zur mittleren tangentialen

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-Z-

Geschwindigkeit 'ind ^nni Reibungskoeffizienten der Scheibenflächen bei dieser Geschwindigkeit. "

Scheibenbremsen müssen wie alle Bremsen in der La^e sein, der durch Bremsen erzeugten Wärme zu widerstehen und sie zu absorbieren oder abzuleiten. Andernfalls wurden die Brerastcile auf Temperaturen erhitzt werden, bei denen sie ausfällen würden, beispielsweise durch Verziehen, durch Brechen oder ^urch Auseinando^^eißen.

Scheibenbremsen finden vielfache .Anwendung, von denen eine darin beruht, Flug^'euje zum Halten zn brinjen, Da Flugzeuge !inner ^rröOeT· wenden und nrit ir^ier höheren Li-eschwindigkeiten landen, wird es annehmend schwierigem, sie ait zufriedenstellenden Brer-isen aiissurüsten. Bremsen für Flugzeuge "aissen 30 konstruiert sein, daß sia das Flur— 7eug während eine¹" normalen Landung nit einer: "linimalcn Verschleiß der Reibflächen zum Ha.lten firir'jon, Die* B^cuisen in Fln^^cngen "iissen anßerdc"¹ cü ^onst^niert sein, daß das Flugzeug nach einen abgebrochenen itartsanöver unter den schlimnsten möglichen Kombinationen von Gewicht und Geschwindigkeit zum Halten gebracht wird, In diesem Falle ist die von den Bremsen zu absorbierende kinetische Energie dreimal oder "viermal so hoch wie die, die während normaler Landungen absorbiert wird. Diese Verwendung der Bremsen macht sie gewöhnlich für eine weitere Verwendungunbrauchbar,

Ein ständig vorhandener Faktor in der Konstruktion von Bremsen für Flugzeuge beruht in der Notwendigkeit, das Gewicht auf ein 2iinimum zu halten. Das stellt ein Dilemma dar. Mit der Verringerung des Gewichts der Brem—

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BADORIOINAL

se wird auch, ihre Fähigkeit als Wäruieminderer vermindert, und infolgedessen werden ihre Bremstemperaturen erhöht (bekannte Mehrscheiben-Flugzeugbrenisen erreichen Temperaturen im Dereich von ^!'t00 - 5^0 G während normaler Landungen), Unglücklicherweise rühren erhöhte Temperaturen zu einem.erhöhten Brensverschleiß. Erhöhte Temperaturen rufen ferner eine Verminderung des Reibungskoeffizienten hervor, der zwischen den Reibflächen herrseilt. Das kann sich bei einer Notlandung als tödlich erweisen, wenn die Brerasteinperatur mehr als das zweifache der Temperatur erreichen kann, die im normalen Betrieb erreicht wird. Wenn Temperaturen bei jeder Art der Landung hoch genug ansteigen, verziehen sich Metallscheihon, was sie unbrauchbar werden läßt.

Bemühungen zur Verbesserung von Scheibenbremsen für Flurzeu<re haben sirIi auf die Reibscheiben konzentriert. Sie müssen aus Werkstoffen gefertigt sein, die eine gute Wärmekapazität, eine gute thermische Leitfähigkeit, ein zufriedenstellendes Reibverhalten, /ufriedenstpllende Zu^- und Scherfestigkeiten über den Bereich der Betriebstemperaturen und schließlich eine hohe Ve^schl^li'fcstigkeit vorzugsweise bei geringem Gewicht haben. Die -.eisten Scheiben werfen derzeit ans Metall hergestellt. In kleineren Flugzeugen werden oft ha-^vgebuiv'öne'i3eliLgo verwarn'et." Als allgemeine Regel gilt, daß die feststehenden Scheiben Ha.rvbela.ge haben uiv^{4 H}ie angetriebenen Scheiben aus Metall gefertigt sind. Eine neuere Entwickler»"· in HrcMSScheiben »nacht Gebrauch von Beryllium-Metall. Jie folgende Tabelle enthält die thermischen Eigenschaften typischer Metalls, wie si.·: in Reibscneiben verwendet

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k Stahl

Beryllium

The vm is «he L?lt.·

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wtv YzvwQndungvon₍Kohlenstoff ηηή Qr^UIt₁ ml» Reibscheiben s.ind bleliej? ohne, $!?£ oior ^#^ Ii φ pn, Kehlens*ef f hat eine &<wfze£$hnetG Warmetep&zi.t'a.t (O»165 8tn/Xto/°F-In einem* s@r«ieh v^rt Zk ~ 68⁹G), thermische leitfähigkeit . .-(10 - 100 Btn/ft^/^F/h/ft ^c naeh Pichte), und Solbei^en*. schalten ii^&r ί©ϊι jBstriebjst^mperatMrbar^pieh, Ferner hat er keinen* &chtpp££pfif>!ct (er gublimiert bei ⁰

unH rteghall? K&im. ©*· bei Terope^atu^e» .

wesentlieh höher als ^i* Terojper»t«rew J-ie^eij, hai denen taue verwendet "w<?3P4cn« (Vg 1« <Jlege Mg:enn5ehmCtie» mit in der TÄbeiXv I,)" trn^lüeifliolierweise hat Kohlenstoff §gftr-

7,nr~ und Sehe^festifkeit©»· Pi^her *«s Graphit fi©f©T»tii?t«i Sremsscheibe

, die entweder radiaX

©rfio4"iii?

ein« Se

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ader,

als

{te) ein©

hergestellt ist «nd ^e w'i4«rßt_;eht, .«»hn# js^rstös'*. j?« und. -§eU^ri"e&tigkst&t to#iini,

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, ,r 1931369

r f ■ ί '".■'■

auftreten, und (c) Eigenschaften hat, daß eine Wiederver-· wendung sogar nach einem abgebrochenen. Startraanöver möglich¹ ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Reibscheibe vorgesehen, die einen mittleren oder inneren ringförmigen Reibteil mit einem zentrierten Rundloch und einem äußeren peripher umschließenden Metallteil aufweist, der den inneren Reibteil umgibt und dazu dient, den inneren Reibteil mindestens dann unter Druck zu haltqn, wenn er unter Bremslast steht, während Drehmomentkräfte angelegt werden. Der mittlere oder innere ringförmige Roibteil besteht im wesentlichen aus Kohlenstoff oder Graphit und vorzugsweise, insbesondere für die höheren Betriebsbedingungen, aus einem Kohlenstoff- oder Graphitkörper in verstärkter Ausführung, wie sie im nachfolgenden noch zu beschreiben sein wird. Die Scheibenkonstruktion ist so ausgelegt, daß der Kohlenstoff- oder Graphitreibteil mindestens dann unter Korn— pressionsdruek steht, wenn er unter Bremslast steht und Drehmomentkräfte auf ihn ausgeübt werden.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Mehrscheibenbremse, die

Gebrauch von verschiedenen Merkmalen der Erfindung . ' macht,- '

Fig. 2 ein Schnitt durch eine Mehrsclieibenbreinse an der Linie A-B und B-G der Pig. I,

Fig.,3i h,' 5»«ό und 7 Vorderansichten der einzelnen Brems- ■*' scheiben einer Scheibenbremse gemäß der Erfindung.

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■tau 969

- 6 - - ■■■; ■■-■■■ ·

Die folgend ο ausführliche Beschreibung nimmt Bezug- auf Pig. 1 und 2, in denen eine Mehrscheibenbrenise für Flug- bezeuge gezeigt ist. Scheibenbremsen weisen getriebene Reib— scheiben 1 und feststehende Reibscheiben 2 a«f, die sich in ' der Mitte befindliche Rundlöcher haben und die im radialen Abstand um eine Weile 3 herum angeordnet sind. Die Welle trägt den rotierenden angetriebenen Teil, der von der Bretn-'■..-.{'"" se zum Stillstand gebracht weräiea sosll.'»- (Der betriebene Tei_rl,

. · - - - * bei dem es si-.-h in diesem Faill ϊιεϊ d&e Kaänabe handelt, ist ^

nicht dargestellt.) Die gefcriebeKCEt Sefeeiben 1 haben Keil-

nuten 5* so daß sie dxtvch Kexle ait iera getriebenen Teil V-Vw." mit der Nabe verbnötfen werden können. Die getriebenen Scheiben ί sind versonJre&bat» rait rfer liabe derart verbinden, daß"" * sie sich paraiififl ZBF Wcl'xe 'Jt, also axial bewegen Können, 'Die getrietfe"nen Scheiben 1 und die feststehenden Scheiben 2 " sind abwechselnd in Längsrirhtang· der Welle 3 angeordnet, Sie sind zwischen einer MotalldT"ickschoibe 6 und einer Meta.lldruckscheibe S angeordnet, die ebenfalls in der 2'iitte befindliche Öffnr.n*-en haben "tid di« auf ^qt> Welle 3 cifczcn. Die Druckscheibe 3 und die Druckscheibe ^ können niit Heibbelä^en 9 '-ind 10 versenen sein, die an ihnen befestigt sind* An dor Drnslcschcibe 6 befindet; sich eine Motall-Drehr:onenten- _£-Hp^ha 11. die relativ zur Nabe festst^iienJ. angeordnet ist. Eine Metall-Drehmouienteninaffe 12 ist IcCnZeQtI¹XSCh zur W^lIe 3 ^: angeordnet and erstrenkt sich durch die L^"her in den _<i ⁱPtri^ei-1;eneu und in d^n fest.-teilenden li^ihscheihen 1 und 2. in der Druckscheibp L und in den Reibbelägen ^ und 1·). Die yrehi.idUoh-* teilscheibe 11. die Drehaoaentensuffe 12 und die Dru ^schelle sind, durch. Bei*estigungsmxfcteX 14 miteinander v^r^iinclen. Keil — nuten- 26 (Fig. 7) sind an den inneren peripheren liändern der feststehenden Scheiben 2 vorgesehen, mittels derer die fest-

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1 S3tee»

stehenden. Scheiben 2 dirreb, Keile verschiebbar mit?

momentenmoffe f? , verbunden., werden können,Die feststehenden Scheiben 2 kUnneif gi-ii ebenfalls axial bewegen« , .....

Hydraulikzylinder 15 befinden sich in der Dretunosientsnscneibe und sind, an f dem . Umfang der §aheihe 11 vert ei J.'** Öie Zylinder 1J>. Könacn dii^eJi Ksuniiile 13 innoacUi*!^ ■Λρτ' Dreh'npTentiBngclipilJo 11 mitelaander ϊη Verbind'!«^ stellen. Die ΖγΧί,η&βν 15 entbslt#u Kolben to, die während des Brerosene die brueicgcheibe S an 4ie stngrcnrende Baii>3cHeibe ί drücken, mn daroit die Scheiben 1 wnd die feststehenden Scheiben 2 und an die Druckscheibe <v .»n^udrucJcen· Der auf* die ben auggetlbte Druck beträgt etwa 7 kp^e^m"» I"¹ allgemeinen sind Federmittel T? vorgesehen, die an die Dreb^omentenssheibe 11 _t und sun die Druckplatte β angebrapiit sind, um die Druckscheibe zurÜckzu'-ziehen, wenn kein Brew sen mehr erfolgen soll.

Die Reibscheiben 1 und 2 gem. dpi' Erfindung sind in Fiji, 3 " 7 gezeigt» In Fig, 3 - ^ sind getriebene Heibscheiben 1 geneigt, während in Fig. 7 eine feststehende Reibscheibe Z dargestellt ist, Die getriebenen Reibscheiben 1 gem. der Erfindung bestehen aus eine™ in der Hitte liegenden bzw. inneren ringförmigen Reibteil 21 und eine:a äußeren peripher umschließenden Teil go* J)&r innere ringf^?'ri,fige ReibtciX 21 besteht iw wesentlichen aus Kohlenstoff oder Graphit und kann durch den äußeren pennen Teil 2° während der Herstellung der Scheibe unter einen dauernden 2'astand der Kcnipression gesetzt werden, was der Fall bei der in Fig. 3 gezeigten besonderen Scheibenanordnung wäre und ebenso der Fall bei den in Fig, •i™7 gezeigten »cheibenanordnattgen i»ein könnte * deren i!8 nachfolgenden n»,-h ausführlich zu erläutern sein

Die; zusammengesetzte Scheibe ^em.· der 'Erfitidürig Μάη jcdoeh " ·?= auch so konstruiert.sein, "daß der'äußere umschließende Teil ·"" 20 .,da zi} (dient, die notwendigen Druckkräfte auf den■'-inneren' ''■■-"■ Reibteil 21 nur dann auszuüben,"Wönn der letztere ■ äe'n tatsächlichen ^Drehinanientenkräf ten ausgesetzt 'ist j ^rwie-. sie- beim Bremsen auftreten -(siehe^ Fig. h, 5* 6 und 7) V obgleich es sich versteht, daß» diese letzteren Bremsscheibe*! auch so gefertigt werden können, daß die. inneren 'Reihteile <21 unter' daüiernde KoTTipressianskräfte gesetzt werden, und zwar zusätzlich zu' ■ den Kompressions.kräf ten, die· auf din. inneren Reibteile 21 durch nie äußeren uinschließenden Tolle 20 während des tatsächlichen Einsatzes zur Einwirkung gebracht werden. Die Stirnseiten der inneren ringförmigen Reibteile 21 sind Reibflächen. Der äußere peripher umschließende Teil 20 der Scheibe 1 besteht aus Metall· QsT äußere: peripher umschließende Teil 20 der angetriebenen·S_cheibe 1 hat Keilnuten 5»■um die zusararaensesetzte Scheibe 1 verschiebbar mit einer Radnabe zu verbinden. Zu Metallen,. die sich für den äußeren peripher . umschließenden Teil 20 eignen,,gehören-Stahl,.Aluminium, Titan und Nickellegierungen, inderc Metalle können jedoch verwen- net worden,.vorausgesetzt, daß. sie eine ausreichende Zugfestigkeit bei den Betriebstemperaturen und bei den Betriebsbedingungen haben. . , - · . .. -

Die Heibteile der /''.°arniflengesetzton Scheiben werden als im wosentlichcn avis Kohlenstoff bestehend bezeichnet*; De^ Be- ■-'■'■ griff "Kohlenstoff" versteht sich hier im.weiteren Sinne and bedeutet nicht mrr die verschiedenen kommerziell erhältlichctit Kohlenstoff&rton, ocndc^n atich die verschiedenen kowncrriell erhältlichen,Qualitäten teilweise oder s&nz graphit lsi er tctt Kohlenstoffs odc-r Graphit, das allgemein erhältlißh ist.

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Kohlenstoff wird häufig als .amorph oder im wesentlichen nichtkristallin verstanden, während Graphit oft als die übliche kristalline Form von Kohlenstoff angoaohen wird., wobei Diamanten die selten vorkommende kristalline Variante von Kohlenstoff ist« Rs ist jedoch allgemein bekannt, daß es vom kristallographischen Standpunkt au; gesehen, keine scharfe oder ausgeprägte Trennlinie wischen kommerziellen Qualitäten von Kohlenstoff und Graphit gibt, sondern daß in Kohlonstoffkorpern verschiedene Grade der Graphitisie^ung vorhanden sind, je nach den Herstell'mgsverfabren und insbesondere nach ihrer thermischen Behandlung. Im Rahmen dieser Erfindung braucht kein Unterschied zwischen den beiden gezogen zu werden, und wenn auf Kohlenstoff en wird, soll damit auch Graphit umschlossen sein.

Die besondere Form des gewählten Kohlenstoffs soll Zug- und Scherfestigkeiten haben, die ausreichen, um den Kräften zu widerstehen, die während des Bremsens durch den äußeren umschließenden Teil 20 wirksam warden. Es versteht sich, daß der Kohlenstoff körper Werkstoffe enthalten kann, beispielsweise Wicht-Kohlenstoff—Additive, die seine physikalischen Eigenschaften verbessern, beispielsweise die Verschleißfestigkeit, ohne daß dadurch vo?*i Umfang der Erfindung abgewichen wird. Solche Additive können in der Form von Bestandteilen der rohen Charge vorhanden sein, aus der der Kohlenstoffkörper ursprünglich gebildet wird, oder sie können Körper durch Imprägnierung oder Infiltration enthalten sein. Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung besteht der innere Reibteil 21 aus einem verstärkten Kohlenstoffkörper, der aus ' einer Vielzahl von Kohlenstoff asern oder -geweben gebildet ist, die durch einen Kohlen— stoffbinder miteinander verbunden sind. Verstärkte¹ Kohlenstoffkörper haben Zugfestigkeiten im Bereich von 7» 1 ^- kp/mm -

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12,86 kp/mm . Die Kohlenstnf^asern, die zur Hersteilung verstärkter Kohlenstoffkörper verwendet werden, stammen von der !Carbonisation karbonxsierbarer Faserwerkstoffe, beispielsweise Zellulosefasern oder -geweben. Die Paser kann beispielsweise in der Form gewebter oder nicht gewebter Tuchlagen, Bänder, Fäden oder einzelner Fasern verwendet werden. Verstärkte Koh*- lenstoffe werden dadurch gebunden, daß man sie mit Harzen und ■ Pech. iapT'ägnisrt, die durch Aushärten und Brennen karbonisiert vatlen können. Es ist festgestellt worden, daß aus einer Vielzahl lamellierter gewebter Kohlenstofftücher hergestellte Verstärkte Kohlenstoffe für die Zwecke dieser Erfindung besonders geeignet sind.

Die physikalischen Eigenschaften verschiedener korji-ierisiell erhältlicher verstärkter Kohlenstoffe, wie sie aus der Literatur hervorgehen, sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Tabelle II

Physikalische Eigenschaften

Standard-Schichttuch Qualitäten

»CARB-I-TEX»*) Nennwerte^ _1OQ ^_{QQ ?00}

Aufbau

Bindewerkstoff Kohlenstoff Kohlenstoff Graphit

Grundwerkstoff Kohlenstoff Graphit Graphit

Reinheit (^r,o elementaren Kohlenstoffgehalt)

Dichte (g/crP)

Druckdehnung ( mit Korn

- 11 -

99,5	1 ,	■ /	1,	,'J
1.3-^	12,	h >	' 7,	h*
9,ΰϋ	32	70

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- 11■ -

:■';<■

·,·.. ■■·- ϊοο-< -4

Drucfkf esti gkeiit-(kp/iüni ) -^ \ Mit 'Korn- . ·■ -ιλ -"·'■"- ^r -'■ 5y6Q d&f*en Korn ^: ^ 3,5°

3ti£jk»i^rt (errech— » · "Mit 'Korn ' ■■-·.■■■-··■- - ·- -¹^₀,

1 ,.

Elastizitä
(kp/inni )
rJl^t Korn .

Thermischer
koeffizient
(in/in/°P;
Mit Korn

Geijon Korn

ο. 9x1') '3,3x1'

Thermische Lcitf ä.lii/jko·' t ( Btu/rt'ⁱ/^OF/hr/f t j Korn

Gegen Kü

Mxt Korn

oo ~j7

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Qualitäten

. - .28, OO '.

6₅

76
5?

τ·'* ,70

Ό _r« ix 10-

tr ,'0Vi o

30 32

* )CARii-I-TEX ist ein Warenzeichen für verstärkte Kohlenstoffe, die von der Fi-^-T.- The Carborundum Company, Sarrborn, Ne⁵W York, USA, her;;e?t-'2.Xt 'ind vertrieben werden.

im inneren Iieibteil 21 der Scheiben gom.

Erfindung können u.a. dadurch erreicht werden, rtaP-der , äußere iir.ts^hli«!?ende T«il 2'"> -v'^Tf* den inneren Raibteil 21 aufpft wird. Ifie be.L alle« Schrur3pfpassuns^en hallet das bei «auijtcriperatur, das vorffesehen sein kann, u.a.

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Λνϊ ktfJi

•vom Außendurchmesser des inneren Keibteils 21 ab. Das Übermaß kann definiert werden als die Übergröße des Außendurchmessers des inneren Reibteils 21 bei Kaumtemperatur im Vergleich zum Innendurchmesser des äußeren umschließenden Teils 20, in den der innere Teil 21 einzupassen ist.

λ Das vorgesehene Übermaß muß mindestens sicherstellen, daß der äußere umschließende T«il 20 ausreichend fest am inneren Reib— teil 21 bei den höchsten Temperaturen anliegt, die während des Bremsens erreicht werden, so daß das entsprechende Drehmoment von äußeren umechließenden Teil 20 auf den inneren Reibteil 21 übertragen werden kann. Jedoch soll die höchst zulässige Druck— festigkeit des inneren Reibteils 21 ca. k,9 kp/mm nicht überschreiten (die angenäherte Druckfestigkeit von Kohlenstoffen).

Andere Arten der Herstellung der zusammengesetzten .bremsscheibe können verwendet werden, derart, daß der äußere umschließende Teil 20 den inneren Reibteil 21 unter eine ständige Druckspannung setzt, beispielsweise durch Verwendung eines geteilten und gelenkig verbundenen Rings (der nicht in den Zeichnungen dargestellt ist). Dieser Ring wird um den inneren Reibteil 21 herumgeleßt und in jeder beliebigen Weise befestigt, beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißen der offenen Enden des geteilten Rings an der der Gelenksei'te diametral gegenüberliegonden Seite unter Spannung.

Der Übergang zwischen dom inneren Reibteil 21 und dem äußeren umschließenden Teil 20 kann gem. der Darstellung in Fig. 3 einfach rund sein, und in diesem Fall hängt die Druckspannung im inneren Reibteil 21 fast ganz, wenn nicht ausschließlich, vom Übermaß zwischen den beiden Teilen 20 und 21 bei Raum—

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temperatur oder von anderen Anordnungen ab, mit deren Hilfe die beiden Teile in einen Preßsitz gebracht werden. Vorzugsweise ist der Übergang zwischen den beiden Teilen 20 und 21 gewellt oder unregelmäßig ausgeführt, wie das in Fig. 4, 5 und 6 gezeigt ist. ¥enn der Übergang gewellt oder unregelmäßig ist, wie das in Fig. 4, 5 und 6 gezeigt ist, wird dem , inneren Heibteil 21 durch den äußeren umschließenden Teil 20 eine zusätzliche Druckkraft auferlegt, sobald die Scheibe 1 Drehniomentkräften ausgesetzt ist, und zwar zusätzlich zu den Druckspannungen, die auch den inneren Reibteil 21 durch den äußeren umschließenden Teil 20 aufgrund des Übermaßes zwischen den beiden Teilen 20 und 21 bei Kaumtemperatur ausgeübt werden. Bei solchen Konstruktionen können die ausgeübten Druckkräfte beim Einwirken von Drehmomenten selbst ausreichend sein, um dem inneren Reibteil 21 ausreichende Druckspannungen zu verleihen, um den Zwecken der Erfindung gerecht zu werden, ohne daß ein Schrumpfsitz oder ein sonstiges vergleichbarps Herstellungsverfahren verwendet wird, obgleich eine Kombination der beiden Ursprünge an Druckspannungen zum Erreichen von Höchstwerten vorzuziehen ist. Die Wellenform muß so ausgebildet sein, daß die Spannungskonzentrationen um die Knoten herum auf ein Mim. .um reduziert werden. Die Tiefe der Knoten soll auf einem Minimum gehalten werden, uin die gesamte Tiefe des äußeren umschließenden Teils 20 so dünn wie praictisch möglich zu halten.

Ein besonders gutes Wellennrnster ist ein gekürztes Hypozykloid oder ein gekürztes Epizykloid. Diese Kurven sind die Orte eines Punktes aus dom inneren eines jtureises, der an der Innenseite oder Außenseite eines feststellenden u.reises abrollt. Solche Sien regelmäßig wiederholenden ünrven sind insofern Vorteil, als sie in der Form parametrischer lileichungen wie folgt aus gedrückt werden können, die als Grundlage für die Prograin-

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mierung von Rechnern dienen können, um automatisch, maschinell solche Kurven in den zusammenwirkenden Teilen zu erzeugen,

Gekürztes Epi^ykloid

ParaTietrische Gleichungen znr Erzeugung gekürzter Epizykloidkurven

X = (r + r ) cos 0 - d cos r + i·

¹ ^ _J ± C)

Jk ^r~

Y = (r + r ) sin 0 - d sin r + r

^{1 d} -J - ο

1 = Radius des Grundkreises
r_o = Radius des Abrollkreises

d = Abstand vom Mittelpunkt des Abrollkreises von erzeugenden Punkt

!•linde s tab stand vom iiittelpuniit: r + r - d Größter Abstand vom Mittelpunkt: r + r + d

r = r /n, wobei η = Anzahl der gewünschten Wellen lot folglich: r, + r.

Das in Fig. 6 gezeigte Wellenmuster hat zwischen den Wellen einen lanzen Schenkel und einen kurzen Schenkel, Dieses Muster ist gut geeignet, um Druckspannungen am inneren Reibteil 21 zu erzeugen, hat aber den Nachteil, daß die Scheibe 1 in Uhrzeigersinn gedreht werden muß und die Vorteile in der maschinellen Herstellung regelmäßiger gekürzter Lpizykloid- oder gekürzter Hypozykloidlinien gem. Fig. 4, 5 und 7 fehlen.

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Fig. 7 zeigt eine bevorzugte feststehende Scheibe 2 gem. dar Erfindung, Vorgesehen sind ein peripherer Metallteil 25» ein zwischenliegender ivohlenstoffreibteil 26 und ein innenliegender Hetallteil 27· Üer Übergang zwischen dem inneren Teil 27 und dem zwiscuenliegenden ücibteil 26 ist vorzugsweise aus den gleichen Gründen gewählt, wie sin in Hinsicht auf die Anordnungen jder Fig. k un«1 j angegeben worden sind* Keilnuten 28 sind in dem inneren Teil 27 vorgesehen, um ihn beispielsweise mit einem ürehmomentenring zu verbinden. Die drei Teile 25» 2.6, 27 dieser zusammengesetzten Scheibe 2 sind im Schrumpfsitz zusammengepaßt, so daß der zwischenliegende Reibteil 26 im wesentlichen ganz unter Druckspannung stobt und der innere Reibteil 27 sich ebenfalls unter Druckspannung bnfindet. Der periphere Teil 25 soll dünner als der zwischenliegende Kohlenstoff re.-" bteil 20 sein, dessen Stirnseiten die Reibflächen sind. Anderenfalls würde der periphere Hetallteil 25 ein Teil der Reibfläche werden.

Zusammengesetzte Scheiben gemäß der Erfindung neigen nicht in gleicher Weise dazu, durch Reiben als Folge von z,ug- und Scherspannungen auszufallen, was bei bekannten Scheiben der Fall war, die im wesentlichen aus Kohlenstoff bestanden. Das liegt daran, dall in den zusammengesetzten Scheiben /ren. der Erfindung der Kohlenstoff'teil unter ni n*»r Druckspannung steht, so daß es einer bestimmten Spannung bedarr, um die DruckspaimimgskoMpoiiente sowie die eigene .i:\terialfestigkeit des Reibteils zu überwinden.

Scheiben ge-iäü der Erfindung gestatten diu Herstellung einer nehrsoueibenbroi.ise, die unter Bedingungen arbeiten kann, die höhere Anforderungen stellen, als sie bekannte iiremsen erfüllen können, oline daß katastrophale Ausfalle auftreten. Da

10 -

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Scheiben gemäß der Erfindung unter Bedingungen höherer Anforderungen verwendet werden können, und zwar unter Einschluß höherer Temperaturen, wird die gesamte Wärmeminderfähigkeit erhöht, um damit kleinere Bremsen verwenden zu können, die die gleiche Arbeit leisten, die größere bekannte Bremsen ausführen, oder um zufriedenstellend unter Bedingungen zu arbeiten, die höhere Anforderungen stellen, als sie für Scheiben gleicher Größe bekannter Konstruktion zulässig sind. Bremsscheiben ge— maß der Erfindung haben ferner den vorteil, daß sie ohne eine unbedingte umkonstruktion der vorhandenen zugehörigen Lagerteile vorhandener Bremsen verwendet werden können.

Patentansprüche;

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Claims (12)

1. -η

   Patentansprüche

   M .j Scheibenbremse mi υ mindestens einer i«.eibsctieibe , gekennzeichnet durch mindestens eine reibscheibe, die im wesentlichen aus einem inneren ringförmigen Keibteil mit einem Durchbrucu und aus einem äußeren peripuer umschließenden Teil besteht, wobei der periphere Teil aus unter Spannung stehendem wetall gefertigt ist und dei· innere iveibteil im wesentlichen aus ^kohlenstoff unter Druckspannung besteht.
2. 2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere periphere Profil des Keibteils sehr genau dem Profil der inneren Peripherie des umschließenden Teils entspricht, dessen Profil derart vorgesenen is υ, daß dei" Konlenstoffreibteil unter Druckspannung durcii den umschließenden Teil gesetzt wird, wenn an die Scheibe Drehmoment;enkräfte angelegt werden.
3. 3. Scheibenbremse nacu Ansprucn 1 oder 2, dadurch gekennzeichne u, daß der Übergang zwischen dem inneren ringförmigen iteibteil und dem äußeren peripher umschließenden Teil gewellt ist.
4. 4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der übergang derart gewählt ist, daß Spannungsanstiege um die Wellenknoten herum auf ein Minimum reduziert sind.
5. 5· Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere ringförmige Keibteil der Scheibe im wesentlichen aus verstärktem jvohlenstoff besteht

   233 - 2 -

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   bei dem es sich um eine Vielzahl lameliiercer, gewebter 11.0hl ens t off tücher handelt, die durch lvohlenstoff gebunden sind.
6. 6. Scheibenbremsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere ringförmige Keibteil im wesentlichen aus

   fc Kohlenstoff besteht, der durch ivohlenstoffasern verstärkt ist.
7. 7. Scheibenbremsen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profillinie zwischen dem inneren ringförmigen iteibteil und dem äußeren peripher umsculießenden Teil ein gekürztes Zykloid ist.
8. 8. Scheibenbremsen nach einem der Ansprüche 1-7» gekennzeichnet durch eine zusammengesetzte Reibscheibe, die aus einem peripheren, einem radial zwischenliegenden und einem radial innenliegenden Teil besteht, wobei der periphere Teil uticer bpannung stehendes metall ist, der zwischenliegende Teil im

   f wesentlichen aus ivohlenstof±' üescehu und im' wesenulicaeu ganz unter Druckspannung steht und der innenliegende Teil aus Metall besteht und einen runden juurchgang hat.
9. 9. Scheibenbremsen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen dem zwiscnenliegenden und dem peripheren Teil gewellt ist.

   00 98 13/ 1089
10. 10. Scheibenbremsen nach Ansprucu 9» dadurch gekennzeichnet, daß der gewellte Übergang so vorgesehen ist, daß Spannungsanstiege um die Wellenknoten herum auf ein minimum reduziert sind.
11. 11. Scheibenbremsen nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurcu gekennzeichnet, daß der zwischenliegende Teil der bcheibe im wesentlichen aus verstärktem Kohlenstoff besteht, bei dem es sich um eine Vielzahl laraellierter, gewebter Kohlenstoff xücher handelt, die durch itotilenstoff gebunden sind.
12. 12. Scheibenbremsen nacu einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischenliegende Teil aus Koulenstoff besteht, der durcti uohlenstoi'faaeni verstärkt ist.

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    Leerseite