DE2164418A1

DE2164418A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2164418A1
Application number: DE19712164418
Authority: DE
Inventors: R L Crossman
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1972-07-13
Also published as: AU3619071A; GB1344119A; US3698519A; FR2119410A5; DE2164418C3; AU441960B2; SE374181B; NL7117300A; JPS5417386B1; IT945391B; CH543686A; BE776743A; DE2164418B2; CA949466A

Description

FaIl-Nr. 7047 GE

The Goodyear Tire & Rubber Company, Akron /Ohio, USA

"Scheibenbremse"

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einer Anzahl von abwechselnden rotierenden und stationären Scheiben, die axial beweglich zwischen einer Rückenplatte und einer Druckplatte angeordnet sind· Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Scheibenkonstruktion für derartige Bremseinheiten.

Mehrfach-Scheibenbremsen werden weit verbreitet als Flugzeugbremssysteme oder für andere Systeme, bei denen hohe Bremskräfte aufgebracht werden müssen, benötigt. Die hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen, die während des Bremsvorganges auftreten, machen es erforderlich, daß die Scheibenbremsen eine hohe Kühlkapazität, eine hohe Lebensdauer und eine minimale Verformung aufweisen«

Unter den Anordnungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, um bei Mehrfach-Scheibenbremsen die nötige Lebensdauer und

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Büro BrIIn

Fernsprecher: 88660 37/88«2382 Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank AQ, Dtpka 38 Posticheckkonto: Drahtwort: Invention Bertin Berlin-Hatenaee, KurfOratendamm 130, Konto-Nr. OS 7)8 W. Meissner, Berlin We»t 122 83

Betriebssicherheit zu schaffen, sind Scheiben die aus einer Anzahl Segmente gebildet sind. Diese Segmentscheiben weisen jedoch einige Grenzen auf. Die Ausbildung der einzelnen Segmente zusammen mit der Anordnung der zum Verbinden der Segmente zu einer ringförmigen Scheibe verwendet werden, tragen wesentlich zu den Herstellungs- und Wartungskosten der Scheibeneinheit bei. Die Tendenz der einzelnen Segmente, sich aus der richtigen, konzentrischen Lage zu verdrehen, resultiert darin, daß eine Ecke des Segmentes über den gewünschten äußeren oder inneren Umfang der Scheiben hervorragt· Die bekannten Segmentscheiben begrenzen diese "sägezahnartigeR" Wirkung der Segmente nicht ausreichend, und können daher zu einer Zerstörung der Bremseinheit infolge der Einwirkung der vorspringenden Ecken der Scheibensegmente auf das Gehäuse oder die Hohlwelle der Bremseinheit führen. Die Ausbildung der einzelnen Segmente, die die ringförmige Scheibe nach dem Stand der Technik bilden, ist so, daß eine übermäßige Vibration und , ein Geräusch erzeugt wird, wenn die Segmentscheibe sich relativ zu der benachbarten Scheibe während des Brems Vorganges dreht. Dies ergibt sich aus dem Durchgang der Vorder- und Hinterkanten der Segmente durch die Verbindungen der Bremsbeläge der benachbarten Scheiben.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Mehrfach-Scheibenbremse zu schaffen, die eine verbesserte Segmentenscheibenkonstruktion aufweist.

fine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse zu schaffen, die durch hohe Kühlkapazität, Lebensdauer und minimale Verformung gekennzeichnet ist.

Ferner besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Scheibenbremse inform von Segmentscheiben zu schaffen, bei der die Segmente verbunden sind, um die einzelnen Segmente daran zu hindern, sich aus der konzentrischen Position zu drehen, um so die Zerstörung durch die Einwirkung zwischen den Scheibensegmenten · und dem Bremsgehäuse zu eliminieren.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die 'Schaffung einer Scheibenbremse zur Anwendung in Mehrfach-Bremsscheibenanordnungen, die das Geräusch und die Vibration während des Bremsvorganges verringern. Ferner soll die Scheibenbremse gemäss der Erfindung wirtschaftlich herzustellen sein und geringere Instandhaltungskosten verursachen, als konventionelle Scheiben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung soll ferner darin bestehen, eine verbesserte Scheibenbremse zu schaffen, die andere Brems- |

scheiben in bestehenden Bremseinheitenjersetzen kann, ohne daß eine Modifikation notwendig ist.

Gelöst werden diese Aufgaben durch eine Bremsscheibe zur Anwendung als rotierende Scheibe in Mehrfachscheibenbremseinheiten, die aus einzelnen Segmenten gebildet ist_p die durch Bügel und Nieten zusammengehalten sind, wobei die Segmentenden V-förmig ausgebildet sind, um in die angrenzenden Segmente einzugreifen. Die Bügel sind an Ösen genietet, die einstückig mit den Ecken jedes Segmentes ausgebildet sind. Sie dienen auch dazu, Antriebsschlitze für die Scheiben zu bilden. Die stationären Scheiben und die Druck- und Rückenplatten der Bremseinheit sind mit Stahlkernen und Bremsbelägen auf den Ober- φ bzw. Abnutzflächen versehen. Die stationären Scheiben können auch einen Segmentaufbau aufweisen, wobei Bügel und Nieten zum Zusammenhalten der Segmente vorgesehen sind. Die Beläge sind aus gesintertem Reibungsmaterial, die an die Kerne genietet oder anders daran befestigt sind.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt$

Fig. 1 eine Ansicht der rotierenden Scheibe der Bremseinheit, Figo 2 einen Schnitt gemäss der Linie 2 - 2 in Figur 1, Fig. 3 eine Seitenansicht eines der Segmente der Figur 1,

nB85 - 4 -

Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig»	10
Fig.	11

Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie 4 - 4 in Fig. 3,

Figo 5 eine Seitenansicht eines Bügels zum Befestigen der Segmente,

einen Schnitt gemäss der Linie 6 - 6 in Figo 5,

eine Teilansicht einer der stationären Scheiben der Bremseinheit, wobei einer der gesinterten Bremsbeläge entfernt ist,

einen Schnitt gemäss der Linie 8 - 8 in Fig. 7,

fe Fig. 9 einen Teilquerschnitt der Bremseinheit mit den er-

findungsgemässen Scheiben,

eine Teilansicht eines Segmentes der stationären Scheibe

und

einen Schnitt gemäss der Linie 11 - 11 in Fig. 10.

Zunächst soll anhand der Figuren 1-6 die rotierende Scheibe der Bremseinheit beschrieben werden. Die rotierende Scheibe mit dem Bezugszeichen 10, ist aus einer Anzahl identischer Segmente 12 gebildet. In der dargestellten Ausführung sind 6 Segmente, die,wenn sie verbunden sind, einen Ring bilden, widergegeben. Bügel 14 verspannen die benachbarten Enden jedes der Segmente und halten die Segmente durch Nieten 16 zusammen. Jedes Segment 12 ist aus Reibungsmaterial gebildet und weist gegenüberliegende parallel Verschlußflächen 18 auf. Es ist beabsichtigt, daß die Segmente durch Präzisionsstanzen hergestellt werden, um den Bearbeitungsaufwand für jedes Segment und die Herstellungskosten zu verringern. Die radial äußeren und inneren Kanten 20 + 22 jedes Segementes 12 sind konzentrisch. Die Enden der Segmente sind V-förmig ausgebildet. Eine typische Endausbildung ist in der Figur 3 dargestellt, wobei das rechte Ende des Segmentes 12 einen radial inneren geraden Abschnitt 24 aufweist, der zu der Tangente an der inneren gekrümmten Kante 22 des Segmentes 12 an dem Schnittpunkt des geraden Abschnittes 24 und der inneren Kante 22 einen Winkel von 60° bildet. Der radial äußere Abschnitt

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26 des Segmentes verläuft mit einem Winkel von 75° zu dem inneren Abschnitt 24. Die gegenüberliegenden Enden der Segmente sind mit komplementären Abschnitten 28 und 30 versehen. An den radial äußeren Enden der Segmente sind Ösen 32, 34 vorgesehen, die - wie aus der Fig. 4 ersichtlich - in der Dicke verringert sind und die über die äußeren Kanten 20 des Segmentes 12 ragen. In den Ösen 32, 34 sind Löcher 36, 38 vorgesehene Es sei erwähnt, daß die Anordnung es zuläßt, daß der Hauptteil des Segmentes 12 aus einer Masse mit gleicher Dicke ausgebildet werden kann. Diese trägt zur Festigkeit des Segmentes bei und gibt ihm großes Widerstandsvermögen gegen Deformation Der massive Hauptteil des Segmentes besitzt auch eine höhere Kühlkapazität. Die Bügel 14 sind in den Figuren 5 und 6 gezeigt. Jeder Bügel weist parallele Seitenabschnitte 40 auf, die durch Endabschnitte 42 verbunden sind und einen Schlitz 44, in dem die Ösen 32, 34 aufgenommen, bilden. Die Seitenabschnitte 40 und Bügel 14 sind bei 46 eingekerbt, um Antriebskerben für die Scheibeneinheit zu bilden. Versenkte Löcher 48 sind an den gegenüberliegenden Enden der Seitenteile 40 zur Aufnahme der Nieten 16 die die Bügel 14 an den Ösen 32, 34 der Scheibe 12 halten, vorgesehen. Wie aus der Figo 1 ersichtlich, halten die Bügeil 4 die benachbarten Enden der Scheibensegmente 12 in geringem Abstand voneinander. Die Anordnung ermöglicht eine thermische Expansion der Scheiben ohne Deformation. Die komplementären Kanten 24, 28 und 26, 30 der benachbarten Enden der Segmente 12 dienen dazu, die angrenzenden Segmente richtig auszurichten und verhindern, daß die Segmente sich aus der konzentrischen Lage herausdrehen und eliminieren so die unerwünschte "Sägezahnwirkung".

Die Ausbildung der stationären Scheiben der Bremseinheit ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Die stationären Scheiben weisen eine Stahlrückenplatte 52 inform eines Ringes mit den Ausschnitten 54 am inneren Umfang zum Eingriff mit den Verkeilun-

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gen des Gehäuses auf_o Reibüngsbeläge 56 werden von becherähnlichen Teilen 58 getragen, die mittels Nieten 60 die durch die Löcher 62 in der Rückenplatte 52 hindurchgehen, gehalten werden. Der Aufbau der Rücken- und Druckplatten der Bremseinheit ist gleich, wobei jedoch die Verschleißpölster nur an der einen Seite jeder dieser Platten befestigt ist. Bs sei erwähnt, daß die Enden 57 und 57a der Beläge '56 eher gerade als V-förmig sind. Diese Anordnung in Verbindung mit den V-förmigen Enden der rotierenden Scheibensegmente 12 dient dazu, einen weicheren Übergang der Segmente 12 von einem |i Belag 56 auf den benachbarten Belag während der Drehung der Scheiben zu schaffen, da die V-förmigen Enden Vorder- und Hinterkanten aufweisen, die zwei benachbarte Belage 56 überlappen. Daraus resultiert eine Verringerung des Geräusches und der Vibration während des Bremsvorganges im Vergleich zu konventionellen rotierenden und stationären Scheiben» Der weiche Übergang trägt zur Verringerung der Abnutzung bei und verlängert die Lebensdauer sowohl der Segmente 12 wie auch der Belage 56.

Der aus Segmenten bestehende, stationäre Scheibenaufbau ist in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Diese Scheibe 84 besteht aus einer Anzahl identischer Segmente 86, die zusammen eine ringförmige Scheibe bilden. Jedes Segment 86 besitzt eine Kernplatte 88 aus Stahl und Bremsbeläge 90, die an den gegenüberliegenden Seiten davon befestigt sind. Die Kernplatte 88 erstreckt sich radial nach innen zwischen die Beläge 90 (siehe Bezugszeichen 92) und ist mit einer Kerbe 94 zur Aufnahme einer Verspannung des festen Bremsgehäuses versehen. Die Enden jedes Segmentes 86 sind im wesentlichen V-förmig ausgebildet. Dies ist aus der Figur 10 ersichtlich, wo der radial innere Abschnitt 95 eines Endes der Segmente 86 parallel zu dem Radius von der Mitte der Scheibe 84 zu dem radial inneren Ende des Abschnittes 92 des Kerns 88 ist. Der Zwischenabschnitt 96 dieses Endes des Segmentes 86, das der radial innere Abschnitt des Belages 90 ist, ist mit <

winkelt.

ist mit einem Winkel von 175° zu dem inneren Abschnitt 95 abge-

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Der radial äußere Abschnitt 98 dieses Endes verläuft mit einem Winkel von 105° zu dem Zwischenabschnitt 96. Die entsprechenden Abschnitte 99, 100 und 102 der gegenüberliegenden Enden jedes Segmentes 86 sind komplementär ausgebildet, damit sie parallel zu den Abschnitten 95, 96 und 98 der Enden des benachbarten Segmentes sind·

Es sei erwähnt, daß die V-förmigen Enden der Segmente 86 der stationären Scheiben 84 relativ zu den Enden der Segmente 12 der rotierenden Scheibe 10 vorliegen. Dies sichert einen sachten Übergang der Segmente 12 zu den Segmenten 86 um die Vibration, das Geräusch und die Abnutzung der Bremsscheiben zu verringern. Die einzelnen Segmente 86 sind durch Bügel miteinander verbunden zur Bildung einer stationären Scheibe 84. Diese kurzen Bügel 104 spannen die Enden benachbarter Scheiben 86 auf jeder Seite des Segmentes ein und sie werden durch Nieten 106 gehalten, die durch Löcher 108 in den Bügeln 104 und durch Löcher 110 in dem inneren Abschnitt 92 der Segmente der Kernplatte 88 hindurchgehen. Buchsen oder Hülsen 112 sind an den Löchern 110 vorgesehen.

Die Bremseinheit ist schematisch in der Figur 9 wiedergegeben. Ein Gehäuse 64 ist an einer festen Achse 66 befestigt. Dieses Gehäuses weist eine Platte 68 am einen Ende und eine weitere Platte 70 am gegenüberliegenden Ende auf und eine Anzahl von Keilverzahnungen 72 erstreckt sich axial zwischen den Platten,, Eine rotierende Welleneinheit 74 wird von der festen Achse durch geeignete Lager (nicht gezeigt) getragen. Eine Anzahl sich axial erstreckender Keilverzahnungen ist an dem inneren Umfang der Welleneinheit 74 vorgesehen. Das Gehäuseende 70 ist mit einer Kolbenanordnung 78 versehen. Abwechselnd sind rotierende Scheiben 10 und stationäre Scheiben 50 oder 84 zwischen den Gehäuseenden 68 und 70 angeordnet, wobei die Antriebskerben der rotierenden Scheiben 10 in Eingriff mit den Keilverzahnungen 76 der rotierenden Welle stehen, während die Kerben

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der stationären Scheiben 50 oder 84 mit Keilverzahnungen 72 des festen Gehäuses in Eingriff stehen. Eine Druckplatte 80 ist zwischen den Kolben 78 und der ersten Scheibe der Serie vorgesehen. Diese Platte 80 ist axial beweglich zwischen den Gehäuseenden 68 und 70 und weist Kerben auf, die in der Keilverzahnung 72 des festen Gehäuses 64 eingreifen» Eine Rückenplatte 82 ist an dem hinteren Ende 68 des Gehäuses 64 vorgesehen. Die Bremsung wurd durch den Druck der Druckplatte 80 axial gegen das zweite Ende 68 des Gehäuses 64 erreicht, wodurch ein Klemmdruck auf die rotierenden und stationären Scheiben ausgelöst wird.

Mit Ausnahme der Scheibenkonstruktion kann die Bremseinheit herkömmlichen Aufbau aufweisen, daher kann die verbesserte Scheibe gemäss der Erfindung leicht in bestehende Bremssysteme eingebaut werden, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer dieses Systems zu verlängern,,

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche :

rT7\Scheibenbremse für Bremseinheiten, die eine Anzahl von abwechselnd rotierenden und stationären Scheiben aufweisen, die axial beweglich zwischen einer RUckenplatte und einer Druckplatte angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Vielzahl*bogenförmiger Segmente (12, 86) aus Reibungsmaterial, eine Vi.elzahl von Bügeln (14, 104) wobei wenigstens ein Bügel ein Segment mit dem benachbarten Segment zur Bildung einer ringförmigen Scheibe (10) verbindet und Mittel (16, 106) zum Befestigen der Bügel an den Segmenten.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) eine rotierende Scheibe ist, daß die Bügel (14) benachbart dem äußeren Umfang der Scheibe angeordnet sind und Kerben (46) aufweisen zur Aufnahme der Verzahnungen (72) der Welle (74).

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (12, 86) eine Öse (34, 92) an den Enden aufweist, daß die Ösen (34, 92) geringere Dicke als der Rest des Segmentes (12, 86) aufweist und sich über eine der gebogenen Kanten des Segmentes erstreckt, daß jeder Bügel (14, 104) sich über die Öse erstreckt und an der Öse des benachbarten Endes der benachbarten Segmente befestigt ist.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bügel (14) ein Paar parallel Seiten (40) im Abstand der Dicke der öse (34) des Segmentes voneinander aufweist, und daß die Dicke der Seiten (40) und der ösen (34) zusammen im wesentlich gleich der Dicke des Mittelteiles des Segmentes (12) ist.

5. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite (40) jedes Bügels (14) ausgerichtete Kerben (46) zur

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Aufnahme sich axial erstreckender Verzahnungen (72) der Bremseinheit aufweisen,

6ο Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden jedes Segmentes (12, 86) eine komplementäre V-förmige Ausbildung aufweisen.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Enden jedes Segmentes einen radial inneren Abschnitt aufweisen, der sicn in einem Winkel von 60° zu

^ der Tangente von der inneren gekrümmten Kante des Segmentes ™ zu dem Schnittpunkt der inneren gekrümmten Kante und dem radial inneren Teil des ersten Endes erstreckt und einen radial äußeren Abschnitt, der sich mit einem Winkel von 75° zu dem inneren Abschnitt erstreckt.

8. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Befestigen der Bügel (14, 104) Nieten (16, 106) sind.

9. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anzahl der Segmente die die Bremsscheibe bilden, gleich der Anzahl der Keilverbindungen der entsprechenden Teile der Bremseinheit ist und daß die Bügel Kerben zur Aufnahme der ™ Keilverbindungen aufweisen,

10. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine stationäre Scheibe ist, und daß die Bügel benachbart zu dem inneren Umfang der Scheibe angeordnet sind β

11. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinheit eine Achse (66) aufweist, ein Gehäuse (68, 70) das an der Achse befestigt ist, daß ein erster Satz ringförmiger Scheiben (10) zur axialen Bewegung mit dem Gehäuse (68, 70) verkeilt ist, daß eine Welle (74) drehbar auf

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der Achse (66) angeordnet ist, daß ein zweiter Satz ringförmiger Scheiben (50) mit der Welle (74) für eine axiale Bewegung verkeilt ist, daß die Scheiben (10) des ersten Satzes und zweiten Satzes (50) abwechselnd angeordnet sind, daß eine Rückenplatte (82) an dem einen Ende der Scheiben mit dem Gehäuse verbunden ist, daß an dem gegenüberliegenden Ende der Scheiben eine Druckplatte (80) zur axialen Bewegung mit dem Gehäuse verkeilt ist, daß Mittel (78) zur Erzeugung einer axialen Kraft auf der Druckplatte (80) zur axialen Bewegung dieser gegen die Scheiben vorgesehen sind und daß jede Scheibe der Scheibensätze (10, 50) eine Vielzahl im wesentlicher gleicher durch Bügel verbundener Segmente (12, 86) aufweist.

12. Scheibenbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorder- und Hinterkanten der Segmente eine komplementäre ineinandergreifende Ausbildung zur Erzwingung einer radialen Bewegung der Segmente relativ zu den benachbarten Segmenten aufweisen.

13o Scheibenbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorder- und Hinterkanten der Segmente V-förmig ausgebildet sind ο

14. Scheibenbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Verschleißflächen des einen Scheibensatzes aus den Segmenten bestehen, daß die Vorder- und Hinterkanten der Verschleißflächensegmente eine unterschiedliche Ausbildung zu den Vorder- und Hinterkanten der Segmente der anderen S_cheibensätze aufweisen.

' 15« Scheibenbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scheibensatz (50) eine ringförmige Kernplatte (52) und eine Vielzahl von Verschleißflächen (56) auf jeder Seite der

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Kernplatte (52) aufweist«,

16, Scheibenbremse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der eine S_cheibensatz Bügel die an am äußeren Umfang der scheiben angeordnet sind und Kerben zum Eingriff in die Verzahnungen der Welle aufweist und daß die anderen Scheibensätze eine Kernplatte die mit Kerben an ihrem inneren Umfang zum Singriff in Verzahnungen des Gehäuses versehen ist, aufweist.

17o Scheibenbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Scheibensatz eine Vielzahl gleicher gebogenster Segmente aufweist, daß jedes Segment eine Stahlkernplatte und Verschleißbeläge die an gegenüberliegenden Seiten der Platte angeerdnet sind aufweist, daß eine Vielzahl von Bügeln die benachbarten Segmente verspannt und daß Mittel zum Befestigen der Bügel an den Segmenten vorgesehen sind·

18, Scheibenbremse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernplattender Segmente sich radial nach innen über die Verschleißbeläge verspannen und daß die Kernplatten Kerben am inneren Umfang aufweisen zum Eingriff mit den Verstah/iungen des Gehäuses.

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