NO792965L - Skivebremseenhet med delte skiver. - Google Patents

Description

Skivebremseenhet med delte skiver.

Oppfinnelsen vedrører skivebremser ieller clutcher, og især anordningen av. skivene for rotor og stator. Ved effektive bremser>og spesielt skivebremser med skiver som aksialt er sammenfattet til ett stykke, fremkalles ubehagelig støy med høy frekvens som følge av friksjonskreftene som utøves på skive-flåtene og vibrerer skivene. Den eneste demping er innvendig materialehysterese som ikke strekker til for å undertrykke vibrasjonene og støyen..Dette er et alvorlig problem, fordi det opptrer ved bremser hvor det er brukt skiver av kompositt karbonfriksjonsmateriale som er meget effektive og ettertraktet, bortsett fra støyen.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir den frem-kalte støy redusert ved demping ved at noen av skivene deles i to eller flere skiveorganer. Ved delte skiver blir friksjonskreftene på en enkelt skive ikke lenger addert, men virker slik at adskilte, delte skiveorganer eksisterer slik at responsen adderes. Fordi eksiteringen er forskjellig i tid og sted på hver skive, blir responsen forskjellig og det foreligger relativ bevegelse i mikro-størrelse ved grenseflaten mellom den delte skives skiveorganer. Denne relative bevegelse motvirkes av kontaktfriksjonen mellom nærliggende skiveorganer og danner en dempende kraft som hemmer skivenes vibrasjon. Den dempende virkning økes effektivt ved at friksjonsdempingen i grenseflaten mellom delte skiveorganer adderes til den iboende inn-vendige demping av skivematerialet.

Ved at grenseflaten velges slik at begge halvdeler av den delte skive har samme tykkelse, oppstår lite eller ingen termisk effektsvekkelse. Resonansen av bremseenheten kan således reduseres ved at de delte skiver kombineres med skiver som er aksialt sammenfattet. Samtidig opprettes et optimalt varmeavløp ved utbalansering og maksimering av skivenes varme-spredningsevne og varmekapasitet i rotorene og statoren. Dette gjennomføres på enkel måte fordi alle skiver er av samme materiale og nesten har samme tykkelse. Utelukkes de delte skiver enten fra statorskivene eller rotorskivene forskyves den naturlige frekvens av nærliggende deler med lite eller ingen uheldig varmeutvikling.

Tegningen viser et foretrukket utførelseseksempel av foreliggende oppfinnelse. Fig: 1 er et partielt, diametralt tverrsnitt av en bremse som representerer oppfinnelsen (vist med fulle streker), og er montert for drift på en typisk flyhjulsinstallasjon, hvor hjulene er antydet med strek-prikk-streker.

Fig. 2 er en partiell gjengivelse i perspektiv

av en av de delte skiver, og viser en av forbindelsesklemmene i åpen stilling.

I fig. 1 er. det vist en friksjonsmekanisme i form av bremsen 10, montert på et generelt sylindrisk hjul 11 med tilsvarende hjulpatier 12 og 13. Hvert hjulparti 12 og 13 har kantpartier 14 og 15, stegpartier 16 og 17 og navpartier 18 og 19. Hjulpartiene 12 og 13 kan festes sammen med ikke viste bolter anordnet i huller på linje med hverandre i stegpartiene 16 og 17.

Navpartiene 18 og 19 er avstøttet for rotasjon på lagringer 22, som er montert på en ikke dreibar aksel 23. Uten-for hjulet 11 eller bort fra steget 16 er en dreieflens 24 montert på et boss 25 for akselen 23. Dréieflensen 24 avstøtter en dreieramme 26 som sitter på bosset 25 og strekker seg radialt ut fra akselen 23. Innenfor dréieflensen 24 og likeledes anbrakt på bosset 25 for akselen 23 er et dreierør 27 som strekker seg innover mot steget 16 og i rommet mellom kantorganet 14 og navet 18. Dréieflensen 24, dreierammert 26 og dreierøret 27 kan festes sammen med passende organer, som bolter 28 som anbringes i innbyrdes avstand langs omkretsen rundt flensen.

På indre ende av dreierøret 27 kan en ringformet, radialt forløpende reaksjonsplate 29 være festet til dreierøret med passende organer, som ikke viste bolter. På den radialt ytre side av dreierøret 2 7 kan aksialt forløpende ribbelegemer 32 være anordnet i innbyrdes avstand langs omkretsen av dreie-røret.

Kiler 33 er anbrakt nær kanten 14 og har ører 3 4 på de indre ender som er anbrakt i slisser i hjulets steg 16. De ytre ender er festet til hjulets kant 14 med bolter 35. Kilene 33 strekker seg generelt i aksial retning og er anbrakt med innbyrdes avstand rundt hjulet 11.

Ribbene 32 avstøtter ikke dreibare skiver 36, 37, 38 og 39, som har slissformede åpninger i innbyrdes avstand

rundt indre omkrets og danner bremsens 10 stator. Dreibare, skiver 42, 4 3 og 4 4 har åpninger i ytre omkrets for inngrep med kilene 33 og danner bremsens 10 rotor. Samtlige ikke dreibare

. skiver 36-^39 og dreibare skiver 42-44 består av et hensiktsmessig bremsemateriale som tåler høye temperaturer og danner varmeavløp. I dette utførelseseksempel består skivene av et kompositt karbonfriksjonsmateriale. Som vist i fig. 1 er den dreibare skive 42 anbrakt mellom ikke dreibare skiver 36 og 37, den dreibare skive 43 er anbrakt mellom de ikke dreibare skivene 37 og 38 og den dreibare skive 44 er anbrakt mel].om de ikke dreibare skivene 38 og 39. Endene av de ikke dreibare skiver 36 og 39 har en tykkelse Tl som utgjør halvparten av tykkelsen T2 av de øvrige, stasjonære skiver 37 og 38 og de dreibare skiver 42, 43 og 44. I fig. 2 ses den ikke dreibare skive 37 og nedenrstående beskrivelse gjelder også den ikke dreibare skive 38, som er identisk med skiven 37. Den ikke dreibare skive 37 er delt i to skiveorganer 45 og 46. Skjønt en ikke dreibar skive 37 kan være delt i flere enn to skiveorganer, er det fortrinnsvis bare to■skiveorganer med samme tykkelse Tl, som utgjør halv parten a<y>tykkelsen T2 av skiven 37. Mellom de to skiveorganer 45 og 46 er det anbrakt en skive 47 av grafittfolie eller et liknende materiale, som hindrer at de to skiveorganene smeltes eller sveises sammen under høy driftstemperatur og høyt drifts-trykk. Skiveorganene 45 og 46 har slissformede åpninger 48 i flukt med hverandre på innbyrdes avstand langs indre omkrets. De dreibare skivene 42, 43 og 44 har liknende åpninger med innbyrdes avstand langs ytre omkrets. Fortrinnsvis foreligger et hensiktsmessig forbindelsesorgan, som et slitesterkt lager 49, i hver åpning 48 for overføring eller for å motstå overføring av dreiemoment. Lagerorganene 4 9 har ører 52 som strekker seg i omkretsret-ning langs de ytre flater av skivene 37 og 38. Ørene 52 kan ha huller 53, som i den installerte stilling av lagerorganene 49 befinner seg i flukt med huller 54 i skivene 45 og 46. Nagler 55 kan foreligge i hullene 53 og 54 for å holde lagerorganene 49 på plass og forbinde skiveorganene 45bg 46. Liknende lagerorganer, ører og nagler kan benyttes i åpningene, for de dreibare skivene 42, 43 og 44 og i åpninger i de ikke dreibare endeskiver 36 og 39 for glidekontakt på kilene 33 og på ribbene 32. Som nevnt foretrekkes bruk av et forbindelsesorgan som

lagerorganene 49, men dette er ikke en nødvendighet. I visse situasjoner hvor lagerorganer som 49 ikke er nødvendige, kan de utelates og det vil da ikke foreligge forbindelsesorganer mellom skiveorganene i hver skive..

Bremseutløsningsmekanismen består av hydrauliske stempel- og sylinderenheter 56 som er anordnet med innbyrdes avstand rundt bremsen 10. Hver slik stempel-sylinderenhet 56 er montert i et sylindrisk hus 57 for dreierammen 26. En stempel-stang 58 for hver stempel-sylinder-enhet 56 har kontakt med en tilbaketrekkingsplate 59, anordnet mellom den ikke dreibare skive 36 og dreierammen 26. En hensiktsmessig tilbaketrekkings-mekanisme av en kjent type kan også være montert med innbyrdes avstand rundt dreierammen 26 og ha stenger festet til platen 59 med en automatisk justerings- eller slitasjekompensasjons-mekanisme.

Under drift vil hydraulisk fluidum fra en ikke vist trykkfluidumkilde forbindes med stempel-sylinderenhetene 56 og føre til at stempelstangen 58 forskyver tilbakeføringsplaten 59 mot høyre, som vist i fig. 1. Samtidig skyves ytre, ikke dreibare skive 36 langs ribben 32 og i inngrep med. den dreibare skiven 42. På samme måte glir den dreibare skive 42 langs kilene 33

til inngrep med den ikke-dreibare skive 37, inntil samtlige skiver til slutt er i inngrep og under trykk mot hverandre og mot reaksjonsplaten 29.

Under denne inngrepsperiode vil friksjonskreftene

på de delte, ikke dreibare skiver 37 og 38 føre til vibrasjon -

av skiveorganene 45 og 46, men fordi eksiteringen er forskjellig med hensyn til tid og sted på hver skive, er responsen forskjellig og det foreligger en relativ bevegelse i mikro-størrelse ved grenseflaten mellom skivene. Denne relativbeveg-else motvirkes av kontaktfriksjonen mellom de dreibare skivene

.42, 43 og 44 og de ikke-dreibare skivene 36, 37, 38 og 39 og utgjør en dempende kraft som hindrer vibrasjon av skiveorgåri

45 eller 46.

Støydempning og -reduksjon kan ytterligere økes ved deling av de ikke-dreibare skiver 37 og 38 i: flere enn to skiveorganer, skjønt dette vil redusere skivenes 37 og 38 varme-avløpsef fekt . Ved at grenseflaten mellom skiveorganene .45 og 46 plasseres i midtpunktet for skivene 37 og 38, oppnås lite eller intet tap av varmeavløpseffekt.

Ved at forholdsvis tynne skiver alternerer med de forholdsvis tykke skivene oppnås en støyreduksjon fordi de naturlige frekvenser av nærliggende deler forskyves, og bremsens resonans dermed reduseres. En liknende effekt kan oppnås ved veksling av materiale i nærliggende deler. Men begge forholds-regler reduserer enhetens varmeavløpseffekt.

Det optimale varmeavløp krever utbalansering og maksimering av varmespredningen og varmekapasitansen av rotorer og statorer. Dette oppnås med størst effekt, når samtlige skiver av rotorene og statorene består av samme materiale, og har tilnærmet samme tykkelse. Ved deling av skivene 37 og 38

i statoren forskyves den naturlige frekvens for nærliggende skiver med lite eller intet varmeavløpstap. I stedet for deling av skivene 37 og 38 i statoren kan de roterende skiver 42, 43 og 44 deles. Samtlige skiver i statoren eller rotoren kan deles for reduksjon av de naturlige frekvenser, men dette vil ikke redusere resonansen av bremseenheten 10. Med den konstruksjon som er vist i tegningen og beskrevet ovenfor, oppnås støyreduk-sjon uten at man gir avkall på bremsens.10 varmeavløpseffekt.

Claims (19)

1. Skive for en bremse eller clutch med parallelle flater for inngrep med motstående flater på et tilordnet brerase-eller clutchorgan, karakterisert ved at skiven er delt i minst to skiveorganer.

2. Skive for en bremse eller clutch som angitt i krav 1, karakterisert ved at skiveorganene har samme tykkelse.

3. Skive for en bremse eller clutch som angitt i krav 1, karakterisert ved at det bare foreligger to skiveorganer.

4. Skive for en bremse eller clutch som angitt i krav 4, karakterisert ved at de to skiveorganene har samme tykkelse...

5. Skive for en bremse eller clutch soiu angitt i - i. z> krav 1, karakterisert ved at en adskillende skive er lagt mellom nevnte nærliggende skiveorganer for å holde dem adskilt.

6. Skive for en bremse eller clutch som angitt i krav 1, karakterisert ved at skiveorganene består av et kompositt karbonfriksjonsmateriale.

7. Skive for en bremse eller clutch som angitt i krav 1, karakterisert ved at den videre.omfatter forbindelsesorganer anordnet i innbyrdes avstand ved indre eller ytre omkrets av de nevnte skiveorganer for sammen-holding av skiveorganene.

8. Skive for en bremse eller clutch som angitt i krav 7, karakterisert ved at skiveorganene har slissformede åpninger i indre eller ytre omkrets, at de slissformede åpninger er anbrakt med innbyrdes mellomrom rundt skiveorganene og at fbrbindelsesorganene omfatter slitesterke lagerorganer anordnet i åpningene for overføring eller motstand mot overføring av dreiemoment.

9. Skive for en bremse eller clutch som angitt i krav 8, karakterisert ved at åpningene befinner seg i indre omkrets av skiveorganene.

10. Friksjonsmekanisme, som en bremse eller clutch.med ikke-dreibare skiver i innbyrdes avstand, og dreibare skiver anbrakt nær de ikke-dreibare skivene for friksjonsinngrep med de ikke-dreibare skivene, karakterisert ved at minst en av skivene er delt i minst to skiveorganer.

11. Friksjonsmekanisme som angitt i krav 10, karakterisert ved at den omfatter forbindelsesorganer anbrakt i innbyrdes avstand på indre eller ytre omkrets av skiveorganene for sammenkopling av skiveorganene.

12. Friksjonsmekanisme som angitt i krav 11, karakterisert ved at skivene har slissformede åpninger i indre omkrets av de ikke-dreibare skiver og,1 ytre omkrets av de dreibare skivene, at de slissformede åpninger befinner seg i innbyrdes avstand langs skivenes omkrets og at forbindelsesorganene omfatter slitesterke lagerorganer anbrakt i åpningene for overføring eller motstand mot overføring av dreiemoment, og for å kople sammen skiveorganene for den delte skive. <;>

13. Friksjonsmekanisme som angitt i krav. 10, karakterisert vedat skiven som er delt i minst to skiveorganer er en av de ikke-roterende skivene.

14. Friksjonsmekanisme som angitt i krav 10, karakterisert ved at et flertall ikke dreibare skiver og dreibare skiver har samme tykkelse.

15. Friksjonsmekanisme som angitt i krav 14, karakterisert ved at alle ikke dreibare skiver er delt, bortsett fra endeskivene som er halvparten så tykke som de ikke dreibare skivene.

16. Friksjonsmekanisme som angitt i krav 15, karakterisert ved at de ikke-dreibare og de dreibare skivene består av samme materiale.

17. Friksjonsmekanisme som angitt i krav 16, karakterisert ved at de dreibare og ikke-dreibare skivene består av et kompositt karbonfriksjonsmateriale.

18. Friksjonsmekanisme som angitt i krav 15, karakterisert ved at de ikke-dreibare skivene er delt i skiveorganer med samme tykkelse.

19. Friks jonsmekanisme som angitt i krav'10, kå r ,-^,-akterisert ved at en adskillende skive er anbrakt mellom skiveorganene.