SE441615B - FRICTION ELEMENT PREFERRED FOR FRICTION BROOMS - Google Patents

Description

vseszco-s 2 gynna uppträdandet av klyvningsfonomen. Dessutom kan riskerna för ojämn- heter i friktionsytorna pâ grund av ojämn förslitning icke lämnas obe- aktade. Detta kan leda till att skikten belägna intill friktionsytorna lossnar. Dessutom kan den övergång till ett nytt skikt, som inträffar, när ett skikt på friktionselementet blivit förslitet, ge upphov till en bristande kontinuitet i friktionsegenskaperna. I det fall slutligen, då det vid tillverkningen av skivorna är nödvändigt att göra en behand- ling, under.vars förlopp materialen avger gaser, eller måste medgiva . penetreríng av gaser eller vätskor för att de skall bli kompakta, är arrangemanget med ovanpå varandra, vinkelrätt mot skivans axel placera- de skikt det minst fördelaktiga, då evakueringen eller penetreringen av dessa flytande medier, som vanligen äger rum parallellt med skikten, ej kan försiggå annat än via stapelns sidoytor. Detta gynnar uppträdandet av klyvningar under behandlingens gång, om det visar sig svårt att eva- kuera gaserna, och kan leda till en otillräcklig eller olikartad för- tätning, där penetreringen ej har kunnat utföras på ett fullständigt eller likformigt sätt utifrån stapelns cylindriska sidoytor. 7 Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma ett frik- tionselement, som ej uppvisar de förutnämnda nackdelarna, nämligen ett skiktat friktionselement, som har liten benägenhet till dekohesion, som effektivt fyller sin funktion som värmeupptagande medium, vars förslit- ning sker gradvis och regelmässigt, som kan bildas av sektorer av skikt utskurna med ett minimum av materíalspill och som har skikten ordnade i ett arrangemang, som maximalt gynnar in- eller utsläppningen av gas eller vätska under förloppet av en värmebehandling eller under en på- gående förtätningsoperation. vseszco-s 2 promote the appearance of the fission phoneme. In addition, the risks of unevenness in the friction surfaces due to uneven wear can not be left unaddressed. This can lead to the layers located next to the friction surfaces coming loose. In addition, the transition to a new layer which occurs when a layer on the friction element has become worn can give rise to a lack of continuity in the friction properties. In the case finally, when in the manufacture of the discs it is necessary to make a treatment, during which the materials emit gases, or must consent. penetration of gases or liquids in order to make them compact, the arrangement with layers placed on top of each other perpendicular to the axis of the disc is the least advantageous, since the evacuation or penetration of these liquid media, which usually takes place parallel to the layers, cannot take place. other than via the side surfaces of the stack. This favors the occurrence of fissures during the course of the treatment, if it proves difficult to evacuate the gases, and can lead to insufficient or uneven sealing, where the penetration could not be carried out in a complete or uniform manner from the cylindrical side surfaces of the stack. The object of the present invention is to provide a friction element which does not have the aforementioned disadvantages, namely a layered friction element which has little tendency to decoction, which effectively fulfills its function as a heat-absorbing medium, the wear of which takes place gradually and regularly. which can be formed by sectors of layers cut with a minimum of material waste and which have the layers arranged in an arrangement which maximally favors the introduction or discharge of gas or liquid during the course of a heat treatment or during an ongoing densification operation.

Detta ändamål uppnås medelst ett friktionselement enligt före- liggande uppfinning, vilket kännetecknas därav att varje friktions- lamell bildas av en uppsättning av skikt, som är rosettformigt an- ordnade, varvid varje skikt i en lamell sträcker sig genom hela ifråga- varande lamell från dess friktionsyta till en motsatt sida av lamellen och varvid elementen i skiktet i friktionslamellerna är i huvudsak symmetriska i förhållande till övriga element med avseende på ett tvärgäende medianplan hos friktionselementet. _ På grund av arrangemanget i rosettform avledes värmen snabbt via skikten i riktning mot friktionselementets inre. Dessutom utgöres friktionsytorna av de närliggande kantpartierna av skikten och icke av ändskikt, såsom är fallet vid arrangemanget med stapling av skikt vinkelrätt orienterade till skivornas axel, varav följer en mera regelznässig 5 780538043 förslitning och erhållandet av friktionsytor med förhållandevis kon- stanta egenskaper. Den regelbundna förslitningen och den bättre evakue- ríngen av värmen bidrager till att riskerna med dekohesion reduceras.This object is achieved by means of a friction element according to the present invention, which is characterized in that each friction lamella is formed by a set of layers, which are arranged in a rosette-shaped manner, each layer in a lamella extending through the entire lamella in question from its friction surface to an opposite side of the lamella and wherein the elements in the layer of the friction lamellae are substantially symmetrical with respect to other elements with respect to a transverse median plane of the friction element. Due to the arrangement in the form of a rosette, the heat is dissipated quickly via the layers in the direction of the interior of the friction element. In addition, the friction surfaces consist of the adjacent edge portions of the layers and not of end layers, as is the case with the arrangement of stacking layers perpendicular to the axis of the discs, which results in a more regular wear and the acquisition of friction surfaces with relatively constant properties. The regular wear and the better evacuation of the heat contribute to reducing the risks of decoction.

Dessutom medger skiktens sektor, att de kan skäras ut i ett styc ke ur en förstärkt skiva med ett minimum av spill. Tillverkningskostna- den kan då avsevärt reduceras. Skiktens arrangemang tillåter å andra si- dan en bättre penetrering eller en bättre utsläppning av flytande medi- er via alla de ytor, som de bildar på fríktionselementet, och därav föl- jer en klar minskning av riskerna att fabrikationsfe] uppträder.In addition, the sector of the layers allows them to be cut in one piece from a reinforced board with a minimum of spillage. The production cost can then be significantly reduced. The arrangement of the layers, on the other hand, allows a better penetration or a better release of liquid media via all the surfaces which they form on the friction element, and consequently a clear reduction in the risks of manufacturing failure occurs.

Slutligen utsättes friktionselementet på grund av arrangemanget i dubbel rosettform för samma påkänníngar på varje friktíonsyta, när det t.ex. användes som ett mellanliggande element i skivbromsar.Finally, due to the arrangement in a double rosette shape, the friction element is subjected to the same stresses on each friction surface, when e.g. was used as an intermediate element in disc brakes.

Andra utmärkande drag och fördelar med friktíonselementet enligt uppfinningen och dess tillämpning vid flerskivsbromsar framgår av den efterföljande beskrivningen, varvid hänvisas till den bifogade ritningen på vilken: figur 1 är en schematisk perspektivvy av en utföringsform av ett V friktionselement enligt uppfinningen, figur 2 är en schematisk delvis sönderbruten perspektivvy illustre- rande en beläggning i friktionselementet visat í figur 1, figur 3 är en schematisk perspektivvy íllustrerande en annan utfö- ringsform av ett friktionselement enligt uppfinningen,- figur 4 är en schematisk perspektivvy illustrerande användningen som bromsskiva i ett friktionselement enligt uppfinningen, och figurerna 5 och 6 är två schematíska perspektivvyer illustrerande två användningssätt för friktionselement enligt uppfinningen för âstadkommandet av en flerskívsbroms.Other features and advantages of the friction element according to the invention and its application to multi-disc brakes appear from the following description, reference being made to the accompanying drawing in which: figure 1 is a schematic perspective view of an embodiment of a V friction element according to the invention, figure 2 is a schematic partially broken away perspective view illustrating a coating in the friction element shown in figure 1, figure 3 is a schematic perspective view illustrating another embodiment of a friction element according to the invention, figure 4 is a schematic perspective view illustrating the use as a brake disc in a friction element according to the invention, and Figures 5 and 6 are two schematic perspective views illustrating two uses of friction elements according to the invention for producing a multi-disc brake.

Fríktionselementet 10 visat i figur 1 är ett ringformígt element bestående av två ringformíga friktíonsbeläggningar 11, 12, som placerats den ena ovanpå den andra och är koaxiellt anordnade samt förbundna med varandra. De plana utsidorna 13, 14 av friktionsbeläggningarna ll, 12 utgör friktionsytorna i friktionselementet 10.The friction element 10 shown in Figure 1 is an annular element consisting of two annular friction coatings 11, 12, which are placed one on top of the other and are coaxially arranged and connected to each other. The flat outer sides 13, 14 of the friction coatings 11, 12 constitute the friction surfaces in the friction element 10.

Varje beläggning ll, 12 är bildad av en sammansättning av rosett formigt arrangerade skikt 15. Varje skikt 15 i en beläggning sträcker sig från utsidan av denna beläggning, där den i stort sett mynnar ut ra- díellt, ända fram till insidan, där den likaledes mynnar ut i stort sett radiellt genom att den är snedställd i förhållande till friktionsytan.Each coating 11, 12 is formed by a composition of rosette-shaped layers 15. Each layer 15 in a coating extends from the outside of this coating, where it opens substantially radially, all the way to the inside, where it likewise opens out substantially radially in that it is inclined in relation to the friction surface.

Vart och ett av skikten 15 har en sträckning utefter sidoytorna av en beläggning upptagande ett längdavsnitt av dënnas omkrets. 7895380-3 Skikten 15 i varje beläggning är exempelvis anordnade på regel- bundet utbíldade ytor, var och en genererad av en rät linje, som utgår i olika riktningar från elementets axel 16 och som uppbäres av en spiral- línje (t.ex. 17), som sträcker sig utmed en sidoyta 18 av denna belägg- ning.Each of the layers 15 has a stretch along the side surfaces of a coating occupying a longitudinal section of the circumference of the thin. The layers 15 in each coating are arranged, for example, on regularly formed surfaces, each generated by a straight line, which extends in different directions from the axis 16 of the element and which is supported by a spiral line (eg 17 ), which extends along a side surface 18 of this coating.

Figur 2 illustrerar arrangemanget av skikten 15 i beläggningen ll. Dessa skikt är anordnade på ett sätt, som är analogt med anordningen i beläggningen 12, men beträffande snedställningen i förhållande till friktionsytorna uppvisar skiktet ll ett motsatt snedställningsförhål- lande. Arrangemangen av skikten i beläggningarna ll, 12 är företrädes- vis symmetriska med varandra i förhållande till elementets 10 mellanlig- gande radialplan och beläggningarna ll, 12 har lika tjocklek.Figure 2 illustrates the arrangement of the layers 15 in the coating 11. These layers are arranged in a manner which is analogous to the device in the coating 12, but with respect to the inclination in relation to the friction surfaces, the layer 11 has an opposite inclination ratio. The arrangements of the layers in the coatings 11, 12 are preferably symmetrical with each other in relation to the intermediate radial plane of the element 10 and the coatings 11, 12 have the same thickness.

Beläggningarna ll, 12 kan vara direkt sammanfogade med varandra (figur 1) eller såsom en variant vara skilda åt genom ett mellanlägg 19 (figur 3) av ett material, som är identiskt med det i beläggningen ll, 12, eller av ett avvikande material, t.ex. metall.The coatings 11, 12 may be directly joined together (Figure 1) or as a variant be separated by a liner 19 (Figure 3) of a material identical to that of the coating 11, 12, or of a deviating material, for example metal.

Skikten 15 är t.ex. utskurna ur förstärkta skivor bestående av impregnerade eller oimpregnerade kolfibrer. Eftersom dessa skikt väsent- ligen har formen av en sektor av en ring, kan utskärníngen göras med ett minimum av spill, vilket är mycket betydelsefullt med hänsyn till kost- naden för sådana skivor, Sålunda kan vid jämförelse med utskärning av . ríngformiga skikt i ett enda stycke den uppkomna materialbesparingen va- ra í storleksordningen 30 % eller mer vid utformandet av friktionsele- ment av samma dimensioner. _ Efter ihopsättningen av skikten i varje beläggning i ett rosett- arrangemang, där det ena täcker det andra, och den ena beläggningen är placerad ovanpå den andra, kan man bilda elementet 10 genom ett för- styvningsförfarande medelst förtätning, t.ex. genom inblandning av pyro- kol. Man torde bemärka, att rosettarrangemanget under förtätningsbehand- lingen underlättar penetreringen av gas eller vätskor eller evakueríng- en av gas, eftersom dessa förlopp kan försiggå via alla elementets 10 ytor. Detta bidrager naturligtvis till att ett friktionselement erhålles med homogena fysikaliska egenskaper, således med konstanta bromsnings- egenskaper under dess förslitning. Man torde i detta sammanhang bemär- ka, att en sådan förslítning pågår gradvis och regelbundet, eftersom skikten ej är orienterade vinkelrätt mot axeln 16.The layers 15 are e.g. cut from reinforced boards consisting of impregnated or unimpregnated carbon fibers. Since these layers essentially have the shape of a sector of a ring, the cut-out can be made with a minimum of spillage, which is very significant with regard to the cost of such slices. annular layers in a single piece the resulting material savings were in the order of 30% or more when designing friction elements of the same dimensions. After the assembly of the layers in each coating in a rosette arrangement, where one covers the other, and one coating is placed on top of the other, the element 10 can be formed by a stiffening method by means of densification, e.g. by mixing pyrocarbon. It should be noted that the rosette arrangement during the densification treatment facilitates the penetration of gas or liquids or the evacuation of gas, since these processes can take place via all the surfaces of the element. This, of course, contributes to obtaining a friction element with homogeneous physical properties, thus with constant braking properties during its wear. It should be noted in this context that such wear takes place gradually and regularly, since the layers are not oriented perpendicular to the axis 16.

Vid sin användning t.ex. som bromsskíva (figur 4) placeras frik- tionselementet 10 mellan två ringar Zl, 22 i förhållande till vilka det 780533045 uppstår en relativ rotationsrörelse. I samband med hromsningcn ansat- tes skivorna 21 och 22 mot fríktionsytorna 15 och 14 på elementet 10.In its use e.g. as a brake disc (figure 4), the friction element 10 is placed between two rings Z1, 22 in relation to which a relative rotational movement occurs. In connection with the choking, the discs 21 and 22 were applied to the friction surfaces 15 and 14 of the element 10.

Verkan blir, att de mot friktionsytorna vinkelrätt anordnade skiktens värmeledningsförmåga förbättras i jämförelse med ett skiktarrangemang i rät vinkel mot friktionsaxeln.The effect is that the thermal conductivity of the layers arranged perpendicularly to the friction surfaces is improved in comparison with a layer arrangement at a right angle to the friction axis.

Likformigheten i nedslitningen och en förbättrad värmeledning bidrager naturligtvis till att begränsa möjligheten av mekaniskt eller termiskt betingade spänningar, som kan leda till att skikten 15 sepa- reras från varandra, eftersom de är väl förankrade i friktionselementet.The uniformity of the wear and an improved thermal conductivity naturally help to limit the possibility of mechanically or thermally conditioned stresses, which can lead to the layers 15 being separated from each other, since they are well anchored in the friction element.

Pâ grund av dmzdubbla rosettarrangemanget utsättes friktions- ytorna 13, 14 i friktionselementet 10 för påkänningar i samma riktning, vare sig det är fråga om rörelse "med glidningsriktningen", d.v.s. när elementet 10 roterar i den riktning i förhållande till skivorna 21, 22, som anges av pilen 23, eller "mot glidningsriktningen", när elementet 10 roterar i den andra riktningen (pilen 24).Due to the double rosette arrangement, the friction surfaces 13, 14 in the friction element 10 are subjected to stresses in the same direction, whether it is a matter of movement "with the sliding direction", i.e. when the element 10 rotates in the direction relative to the discs 21, 22, indicated by the arrow 23, or "against the sliding direction", when the element 10 rotates in the other direction (the arrow 24).

Figurerna 5 och 6 illustrerar två arrangemang avseende frik- tionselement enligt uppfinnigen för åstadkommande av flerskivsbromsar av den typ, som användes för flygmaskiner.Figures 5 and 6 illustrate two arrangements of friction elements according to the invention for producing multi-disc brakes of the type used for aircraft.

I figurerna 5 och 6 illustreras koaxiellt anordnade friktions- element, som är alternerande fasta 31, 33, 35 (statorer) och roterbara 32, 34 (rotorer). I det visade exemplet utgöres varje mellanliggande element 32, 33, 34 av ett friktionselement enligt uppfinningen av den typ, som visas i figur l, med två sammanfogade friktionsbeläggningar bestående av rosettformigt anordnade uppsättningar av skikt med i mot- satta riktningar orienterade beläggningar. De yttre friktionselementen 31, 35 kan ha en uppbyggnad, som är identisk med uppbyggnaden hos de mellanliggande elementen, eller som framgår av figuren vara friktions- element innefattande en enda friktionsbeläggning, då dessa element 31, 35 endast har en enda friktionsyta.Figures 5 and 6 illustrate coaxially arranged friction elements, which are alternating fixed 31, 33, 35 (stators) and rotatable 32, 34 (rotors). In the example shown, each intermediate element 32, 33, 34 consists of a friction element according to the invention of the type shown in Figure 1, with two joined friction coatings consisting of rosette-shaped sets of layers with coatings oriented in opposite directions. The outer friction elements 31, 35 may have a structure which is identical to the structure of the intermediate elements, or which appears from the figure to be friction elements comprising a single friction coating, as these elements 31, 35 have only a single friction surface.

Vid bromsningen pressas friktionselementen mot varandra.During braking, the friction elements are pressed against each other.

I det fallet, som illustreras i figur 5, är elementen arrange- rade på sådant sätt, att alla friktionsytorna utsättes för samma på- känningar, vare sig det är fråga om rörelse "mot glidningsríktningen", när de roterande elementen 32, 34 rotera i den riktning, som anges av pilarna 36, eller "med glidningsriktningen", när de roterande elementen roterar i den andra riktningen (pilarna 37).In the case illustrated in Figure 5, the elements are arranged in such a way that all the friction surfaces are subjected to the same stresses, whether it is a matter of movement "against the sliding direction", when the rotating elements 32, 34 rotate in the direction indicated by the arrows 36, or "with the sliding direction", when the rotating elements rotate in the other direction (arrows 37).

I det fall, som illustreras i figur 6, är varje fríktionsele- ments glidningsytor utsatta för identiskt lika påkänníngar, men dessa påkänningar verkar i motsatta riktningar på två närliggande element. 7895380-8 Naturligtvis kan olika modifieringar eller ändringar företagas í de utföranden som beskrivits här ovan, avseende ett fríktíonselement eller en bromsskiva enligt uppfinningen utan att man därför överskri- der ramen för de bifogade patentkraven.In the case illustrated in Figure 6, the sliding surfaces of each friction element are subjected to identical stresses, but these stresses act in opposite directions on two adjacent elements. 7895380-8 Of course, various modifications or changes may be made in the embodiments described above with respect to a friction element or a brake disc according to the invention without therefore exceeding the scope of the appended claims.

Claims (3)

78053804 PATENTKRAV78053804 PATENT CLAIMS 1. Fríktíonselement (10) innefattande två skivformíga friktionslameller (11, 12) vilka är utförda i ett värmeledande material och vilkas utsidor utgör från varandra vända friktionsytor (13, 14) av friktíonselementet, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v, att varje friktionslamell bildas av en uppsättning av skikt (15), som är rosettfonnigt anordnade, varvid varje skikt i en lamell sträcker sig ge- nom hela ifrågavarande lamell från dess fríktíonsyta (13, 14) till en motsatt sida av lamellen och varvid elementen i skiktet i friktíonslanfellerna är i huvudsak symmetríska i förhållande till övriga element med avseende på ett tvärgående medianplan hos friktíonselementet.Friction element (10) comprising two disc-shaped friction slats (11, 12) which are made of a heat-conducting material and whose outer sides constitute friction surfaces (13, 14) facing each other of the friction element, characterized in that each friction lamella is formed of a set of layers (15), which are arranged in a rosette-shaped manner, each layer in a lamella extending through the entire lamella in question from its friction surface (13, 14) to an opposite side of the lamella and wherein the elements of the layer in the friction slats are substantially symmetrical with respect to the other elements with respect to a transverse median plane of the friction element. 2. Friktionselement enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r - a v, att varje skikt (15) av varje lamell (11, 12) sträcker sig i huvudsak utmed en yta, som genereras av en rak linje, vilken passerar genom lamellens axel och utmed en skruvlinje (17), belägen på en lamells sídoyta.Friction element according to claim 1, characterized in that each layer (15) of each lamella (11, 12) extends substantially along a surface generated by a straight line which passes through the axis of the lamella and along a helix (17), located on the side surface of a slat. 3. Fríktionselement enligt något av patentkraven 1 och 2, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v, att det innefattar ett mellanlägg (19) mellan de båda friktions- lamellerna (11, 12).Friction element according to one of Claims 1 and 2, characterized in that it comprises a spacer (19) between the two friction slats (11, 12).