DE2362205A1

DE2362205A1 - Mehrscheibenradbremse

Info

Publication number: DE2362205A1
Application number: DE2362205A
Authority: DE
Inventors: Denis Frederick Malone
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1972-12-19
Filing date: 1973-12-14
Publication date: 1974-06-20
Also published as: US3887041A; GB1443709A; FR2211079A5

Description

Or.E.Viiscsnd,Dipl.-lng.V/.Hlsmann Dr. M. Kchlar, D!?!.-!^v- C Cerirftardl

Patemanv-'älta

Hamburg 50 - Konigstraße 28 ' Jg, \2 73

W.2613V73 12/Sch

Dunlop Limited
London (England)

Mehrscheib enradbrems e.

Die Erfindung bezieht sich auf Mehrscheibenbremsen, die eine Anzahl von ringförmigen nicht-drehbaren Scheiben bzw· Statorseheiben aufweisen, zwischen denen eine^! Anzahl von ringförmigen drehbaren Scheiben oder Rotorscheiben angeordnet sind. Solche Bremsen weisen weiterhin eine Bremsenanlegevorrichtung auf, welche die Rotorscheiben und die Statorscheiben in Reibungseingriff axial verschiebt.

Wenn solche Scheibenbremsen zum Bremsen eines Luftfahrzeugrades verwendet werden, sind die Statorscheiben üblicherweise an ihrem Innenumfang an einem nicht--drehbar en Drehmomentrohr verkeilt, und die Rotorscheiben sind an ihrem Außenumfang an dem zugeordneten Luftfahrzeugrad verkeilt.

Mit der dauernd zunehmenden Leistung und der Lasttragfähigkeit moderner Luftfahrzeuge erhöhen sich auch die Anforderungen kontinuierlich,* die an die Luftfahrzeugradbremsen gestellt werden. In einem Versuch, diese Anforderung hinsichtlich erhöhter Bremsleistung zu erfüllen, ist gefunden worden, daß es notwendig ist, zu neuen Reib-

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materialien überzugehen, die in der Lage sind, auch bei den höheren Betriebstemperaturen, die nunmehr bei Iiuftfahrzeugscheibenbremsen auftreten und die in der Größenordnung von 1000° C liegen, den erforderlichen Wert des Reibungskoeffizienten aufrechtzuerhalten·

Ein Material, welches gegenwärtig bei der. Gestaltung von Luftfahrzeugscheibenbremsen bevorzugt wird, ist auf Grund seiner guten Reibeigenschaften und seiner hohen spezifischen Wärme Kohlenstoff, der, wenn die Betriebsbedingungen es erfordern, mit fadenartigem Kohlenstoff in Form von karbonisiertem Stoff, karbonisiertem Band od.dgl· oder durch irgendeine andere geeignete Verstärkung verstärkt werden kann·

Eines der Probleme, welches sich bei der Verwendung von Kohlenstoff ergibt, besteht darin, daß bei den nunmehr angetroffenen hohen Betriebstemperaturen bei Luftfahrzeugscheibenbremsen irgendeine Fläche oder irgendein Bereich des Kohlenstoffreibmaterials, der bzw, die der Atmosphäre ausgesetzt ist, das Bestreben hat, zu oxydieren.

Zufolge der Anordnung einer Mehrzahl von Scheiben ineinander oder zwischeneinander sind es der Innenumfang und der Außenumfang der Brems scheiben, die der Atmosphäre am meisten ausgesetzt sind· Demgemäß hat irgendeine auftretende Oxydation das Bestreben, in diesen freiliegenden ümfangsb er eichen der Scheiben aufzutreten, die auch die drehmomentübertragenden Keile bzw. Keilnuten umfassen.

Es ist daher erwünscht, die Oxydation dieser Umfangsbereiche und drehmomentübertragenden Bereiche auf einen annehmbaren Wert zu verringern, damit die Scheiben eine angemessene Lebensdauer haben·

Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Mehrscheibenbremse zu schaffen, bei welcher die oben

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genannten Oxydationsprobleme verringert sind.

Gemäß der Erfindung umfaßt eine Mehrscheibenradbremse eine Anzahl von ringförmigen Statorscheiben, die axial verschiebbar mit einem nicht-drehbaren drehmomentaufnehmenden Gebilde an ihrem Innenumfang gekoppelt sind und zwischen denen eine' Anzahl von ringförmigen Rotorscheiben angeordnet ist, die an ihrem Außenumfang axial verschiebbar mit demRadgekoppelt sind, ferner eine Bremsenanlegevorrichtung, welche die Scheiben axial in Reibungseingriff verschiebt, sowie einen-ringförmigen, luftausschließenden (Dell, der in Kombination mit dem drehmomentaufnehmenden Gebilde und dem Rest der Bremsausführung axiale Strömung von Luft durch die Bremse hindurch dem Innenumfang der Statorscheiben benachbart im wesentlichen beseitigt·

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Mg· 1 bis 5 der Zeichnung beispielsweise erläutert. ·

Pig· 1 zeigt einen radialen Halbschnitt einer typischen Mehrscheibenluft fahrzeugbremse. Die Bremse umfaßt grundsätzlich eine Anzahl von ringförmigen Kohlenstoffstatofscheiben 1, deren jede mit Lägen oder Schichten aus karbonisiertem Stoff verstärkt und an ihrem Innenumfang mit einer Anzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befindlichen Keilnuten 2 versehen ist, welche mit in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befindlichen Metallfceilen 5 im.Eingriff stehen, die an einem nichtdrehbaren Brehmomentrohr 4 gebildet sind. Zwischen den Statorscheiben 1 ist eine Anzahl von ringförmigen Kohlenstoffrotorscheiben,5 angeordnet, deren Jede mit Lagen oder Schichten aus karbonisiertem Stoff verstärkt; und an ihrem Außenumfang mit einer Anzahl.von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befindlichen Keilnuten

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versehen ist, die mit entsprechenden auf dem Umfang im Abstand voneinander befindlichen nicht dargestellten Metallkeilen verschiebbar im Eingriff stehen, die an dem zugeordneten Rad gebildet sind. Ein Reaktionsflansch 7» der einen Reaktionsring 16 abstützt, ist an dem axial äußeren Ende des Drehmomentrohres M- mittels Bolzen 8 befestigt· Eine Anzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befindlichen hydraulischen Kolben- und Zylindereinrichtungen 9 zum Anlegen der Bremse ist in einer Nabeneinrichtung 10 vorgesehen, die das Drehmomentrohr M- abstützt· Der axiale Bremsenanlegeschub von den Kolben- und Zylindereinrichtungen 9 wird auf die benachbarten Statorscheiben und demgemäß auf die übrigen Rotorscheiben und Statorscheiben über Schubübertragungsringe und 12 übertragen, die den Schub in umfangsrichtung in einer Art und Weise vergleichmäßigen, wie es in der schwebenden britischen Patentanmeldung M-3 864/69 beschrieben ist.

Wenn die Kolben- und Zylindereinrichtungen 9 betätigt werden, werden die Rotorscheiben 5 und die Statorscheiben an ihren Haltekeilen axial verschoben, bis die axial äußere Statorscheibe den Reaktionsring 6 berührt, zu welchem Zeitpunkt alle Scheiben in vollen Reibungseingriff gelangen·

Die Erfahrung hat gezeigt, daß während des Arbeitens der Bremse die inneren ümfangsbereiche der Statorscheiben das Bestreben haben, die heißesten !Teile der Bremse zu werden. Dies ergibt sich zufolge eines Ungleichgewichts in dem Ausmaß bzw· der Geschwindigkeit der Aufzehrung der Wärme von den Rotorscheiben 5 und den Statorscheiben 1, wobei die Rotorscheiben Wärme mit größerer Geschwindigkeit aufzehren als die Statorscheiben, und zwar zufolge des größeren Ümfangsb er eichs bzw. der größeren Umfangs fläche

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der Rotorscheiben, der bzw. die derKühlwirkung der Atmosphäre ausgesetzt ist·

Dieses Ungleichgewicht bei der Wärmeaufzehrung führt weiterhin dazu, daß der Innenumfang der Statorscheiben nach dem Arbeiten der Bremse während einer längeren Zeitperiode auf höherer Temperatur und demgemäß in einem Zustand, in welchem Oxydation auftreten kann, verbleibt, als der Rest der Bremse· "

Um die Wärmeübertragung von den Statorscheiben 1 auf das Drehmomentrohr 4- und demgemäß auf den Rest der Bremse zu verringern, liegt der Innenumfang der Statorscheiben zwischen den Keilnuten„von dem Drehmomentrohr 4- im Abstand und Metallblechhitzeabschirmungen .13 sind an dem Drehmomentrohr 4 zwischen den Keilen vorgesehen. Die Wärmeabschirmungen 13 sind durch Halterungen 14 aus wärmeisolierendem Material im Abstand von dem Drehmomentrohr 4-gehalten· Zusätzliches wärmeisolierendes Material (nicht dargestellt) kann zwischen den Wärmeabschirmungen 13 und dem Drehmomentrohr 4 vorgesehen sein, falls es erforderlich ist. ,

Der Spielraum zwischen den Keilen und den Keilnuten muß weiterhin ausreichend sein, um unterschiedliche Wärmeausdehnung der Scheibe ,und des Keilmaterials aufzunehmen·

Während des Arbeitens oder der Betätigung einer Scheibenbremse der oben beschriebenen Art und während einer gewissen Zeit nach dem Arbeiten bzw. nach der Betätigung haben die hohen Temperaturen, die am Innenumfang der Statorscheiben angetroffen werden, kombiniert mit der axialen Luftströmung durch die Bremse hindurch zwischen den Statorscheiben und dem Drehmomentrohr und den Keilen das Bestreben, insbesondere den Innenumfang der Statorscheiben 1 Oxydation zu unterwerfen, wie es oben bescbxieben ist, mit sich daraus ergebender Sehwäphung und evtl. Versagen

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der Statorscheiben 1in der Nähe der drehmomentübertragenden Keilnuten·

Um dieses Problem der Oxydation zu verringern, wird vorgeschlagen, die Bremse gemäß Pig· 2 mit einem ringförmigen luftausschließenden Teil 15 zu versehen, der zwischen den schubübertragenden Ringen 11 und 12 eingekeilt ist· Der Innenumfang des luftausschließenden Teils ist so gestaltet, daß er einen engen Laufsitz mit den Keilen und dem Drehmomentrohr hat, so daß axiale Luftströmung durch die Bremse hindurch vollständig beseitigt ist. .

Der luftausschließende Teil 15 kann aus irgendeinem Material gebildet sein, welches geeignete Temperaturcharakfceristiken hat, beispielsweise aus Asbest oder aus wärmeisolierendem Material auf Glasfaserbasis.

Wenn ein luftausschließender Teil 15 verwendet wird, der aus verformbarem Material wie Asbest gebildet ist, können die Ausschnitte, die in dem Innenumfang gebildet sind, um mit den Keilen an dem Drehmomentrohr zusammenzuarbeiten, anfänglich mit Untergröße gebildet werden, so daß, wenn der luftausschließende Teil.15 an den Keilen angebracht wird, die die Ausschnitte umgebenden Bereiche des luftausschließenden Teils 15 verformt werden und der gewünschte enge Gleitsitz erhalten wird.

Bei der Bremsausführung gemäß Fig. 1 verhindern der Reaktionsflansch 7 und der zugeordnete Reaktionsring 16 zusammen den Eintritt von Luft am axial äußeren Ende der Bremse zwischen den Statorscheiben 1 und das Drehmomentrohr 4- und die Keile,-wenn die Bremsscheiben einmal sich in Reibungseingriff befinden. Demgemäß ist ein luftausschließender Teil 15 nur am axial inneren Ende der Bremse erforderlich. Wenn die Ausführung der Bremse es erfordert, können luftausschließende Teile an beiden.Enden der Bremse angebracht werden.

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"Pig· 3» 4· und 5 zeigen ,v/eitere Ausführungsformen von luftausschließenden Teilen, die an dem schubübertragenden Ring 11 befestigt sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 umfaßt der luftausschließende Teil ein ringförmiges Stahlblech 17» welches mittels Nieten 18 an dem Schubring 11 befestigt ist', und der Innenumfang des Ringkörpers ist in Richtung gegen die Rotorscheiben und die Statorscheiben erweitert und hat engen Laufsitz mit den Keilen und dem Drehmomentrohr derart, daß der .,,Eintritt von Luft in das Innere der Bremse verhindert

Pig. M- zeigt eine Ausführung, bei welcher der luftausschließende Teil einen Ringkörper aus wärmeisolierendem Material 19 aufweist, wobei wiederum enger Gleitsitz mit den Keilen und dem Drehmomentrohr geschaffen ist. Der luftausschließende Teil ist auf jeder Seite durch zwei ringförmige Blechmetallbänder.20 abgestützt, die an ihrem Innenumfang im Abstand von dem Drehmomentrohr und den Keilen liegen und _t mittels Nieten 21 an dem Schubring 11 befestigt sind.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführung zeigt einen luftausschließenden Teil oder luftabweisenden Teil 22 aus isolierendem Stoff , der an den Schubring 11 gebunden bzw. mit diesem verbunden ist. Der Innenumfang des luftausschließenden Teils 22 ist an einer Stelle axial einwärts der Keile an das Drehraomentrohr oder an dessen zugeordneten Traggebilde gebunden oder auf andere Weise befestigt und ist derart ausgeführt, daß er sich während des Anlegens der Bremse biegt. Der radial äußere Umfang 30 des Teils 22 überlappt das benachbarte axiale Ende 31 jeder Wärmeabschirmung 13 in allen Stellen des Ringes 11 relativ zu dem Drehmomentrohr ι und zufolge des Federungsvermögens des Teils 22 .verbleibt er in Abdichtberührung mit der Fläche 31 * wenn der Ring 11 sich gemäß der Darstellung nach links bewegt', wenn die Bremse gelöst wird. .:^l< , -

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Claims

Patentanst>rüche

(i.jMehrscheibenradbremse, mit einer Anzahl von ringförmigen Statorscheiben, die an ihrem Innenumfang mit einem nicht-drehbaren drehmomentaufnehmenden Gebilde axial verschiebbar gekoppelt sind und zwischen denen eine Anzahl von ringförmigen Rotorscheiben angeordnet ist, die' an ihrem Außenumfang mit dem Rad axial verschiebbar gekoppelt sind, und mit einer Bremsenanlegevorrxchtung, um die Scheiben axial zu verschieben, um sie in Reibungseingriff zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein ringförmiger luftausschließender oder luft ab v/eis ender Teil (15 bzw· 17 bzw. 19, 20 bzw. 22) vorgesehen ist, der in Kombination mit dem drehmomentaufnehmenden Gebilde (3, 4-) und dem übrigen Teil der Bremsenausführung (11, 12) axiale Strömung von Luft durch die Bremse hindurch nahe dem Innenumfang der Statorscheiben (1) im wesentlichen verhindert.
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehmomentaufnehmende Gebilde ein Drehmomentrohr (4), welches mit einer Mehrzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden, auf dem Umfang im Abstand voneinander befindlichen Keilen (3) und einer Wärmeabschirmeinrichtung (13) zwischen federn benachbarten Paar von Keilen gebildet bzw. versehen ist, die im Abstand zu dem Drehmomentrohr angebracht ist, der Innenumfang der Statorscheiben (1) mit in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befindlichen Keilnuten (2) gebildet ist, die jeweils mit den Keilen (3) des Drehmomentrohres (4) in Eingriff treten, und daß der

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Innendurchmesser jeder ßtatorscheibe zwischen benachbarten Paaren von Keilnuten groß genug ist, um von der Wärmeabschirmeinrichtung (13) frei zu sein.
3. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die V/ärmeabschirmeinrichtung (13) zwischen jedem benachbarten Paar, von Keilen des Drehmomentrohres X4) einen länglichen Metallblechstreifen aufweist, der an dem Drehmomentrohr (4) durch eine wärmeisolierte Halteeinrichtung (14) befestigt ist, welche die Wärmeabschirmung im Abstand zu dem Drehmomentrohr halten kann·
4. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsenanlegevorrichtung (9» 10, 11, 12) einen Schubring (11) aufweist, an dessen innerem Umfangsteil der äußere Umfangsteil des luftausschließenden Teils (15 bzw. 17 bzw. 19, 20 bzw. 22) befestigt ist, dessen Innenumfang mit Keilnuten gebildet oder versehen ist, welche die Keile (3) des Drehmomentrohres (4) aufnehmen, und daß der Hauptdurehmesser oder größte Durchmesser des luftausschließenden Teils zwischen den Keilnuten derart ist, daß der luftausschließende Teil mit jeder Wärmeabschirmeinrichtung (13) in Berührung tritt.
5. Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der" luftausschließende Teil (22) federnd biegsam ist und in allen Stellungen des Schubringes (11) relativ zu dem Drehmomentrohr (4) ein axiales Ende jeder Wärmeabschirmeinrichtung (13) überlappt,

ö.Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsenanlegevorrichtung (9, lo, 11, 12) eine konzentrische Ringkörper ( 11, 12) aufweisende Schubübertragungseinrichtung aufweist., und daß der-äußere Umfang des luftausschließenden Teils ( 15 bzw. If. * bzw. 19 bzw, 2o bzw, 22) zwischen den beiden konzentrischen Ringkörpern (11-, 12) der Schubübertragungseinrichtung angeordnet ist.

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