187374. lajstromszámú szabadalom • Fékbetét dobfékhez, különösen járművek dobfékjéhez
1 2 187 374 önkényesen választott vonatkozási hőmérsékletnek > T(K‘) a függvényében. A szaggatott vonallal kihúzott a görbék B< 1, a folyamatos vonallal ábrázolt b görbék B> 1 esetén a fékbetét frekvenciákat, míg a c görbék a fékdob sajátfrekvenciáit ábrázolják. 5 A görbék lefolyási iránya a hőmérséklet függvényében az anyagjellemzőkből következik. Az a görbék ordinátái valamely adott hőmérsékleten úgy viszonyulnak egymáshoz, mint a páratlan egész számok, a b görbék ordinátái pedig mint a természetes egész 10 számok. A fékcsikorgási jelenségek szemszögéből különösen azok a szerkezeti változatok és anyagok kedvezőtlenek, amelyek az üzemi hőmérséklettartományban és a hallási frekvenciatartományban a 2 fékbe- 5 tét és a 3 fékdob sajátfrekvenciáinak megegyezésével jellemzett nagyszámú rezonanciapontot hoznak létre. A fékcsikorgások gyakoriságára azoknak a diszkrét hőmérsékletértékeknek a száma jellemző, 2 amelyeknél (egyidejűleg egy vagy több) rezonancia jelentkezik. Egy ilyen hőmérsékletnél jelentkező fékcsikorgás erősségére jellemző egyrészt az egyidejűleg fellépő rezonanciák száma, másrészt a dimenzió nélküli B viszonyszám értéke. 25 A fékcsikorgást ugyancsak befolyásolja a választott vagy alkalmazott anyag - rendszerint nem nagy - belső csillapítása. A megfelelő csillapítás biztosítása a különböző fékbetétanyagok gyártásánál jelentős nehézségekkel párosul. 30 A fékcsikorgások erősségének és gyakoriságának hatásos csökkentése érhető el a fékbetétanyag G csúsztató rugalmassági modulus értékének erős megnövelésével; hőfokfüggőségének jelentős csők- . kentésével. Ekkor ugyanis B értéke jelentősen az 1 35 érték alá csökkenhet, a 2 fékbetét sajátfrekvenciái megnövekednek, kisebb lesz a hőfokfüggőségük, ami által csökken a hallási frekvencia tartományba eső sajátfrekvenciák száma, megfelelő módon ugyancsak csökken a rezonanciák és a fékcsikor- 40 gással kapcsolódó hőmérséklet száma (üzemi állapotok). , A 3. ábra ismert, szokásos dobfék rezonanciaviszonyait mutatja be. A 2 fékbetét sajátfrekvencia görbéit b-vel, a 3 fékdobét c-vel jelöljük, az üzemi 45 hőmérséklet-tartományt I-vel. A 2 fékbetét vastagsága s-0,02 m, a fékdob súrlódó felületének sugara R=0,21 m, spektrális zajanalízis és hőmérsékletmérések figyelembevételével B 1. A rezonanciahelyeknek megfelelő metszéspontok száma 26, míg 50 azoknak a horizontális koordinátatengelyre vetített hőmérsékleteknek a száma, amelyek az egyes csikorgási állapotoknak megfelelnek 16. A jobb megértés kedvéért T,-val egy olyan hőmérsékletet jelöltünk, amelyiknél valamennyi frekvencián rezonan- 55 cia keletkezik, míg Tb-vel egy olyant, amelynél a 20 kHz-ig vett frekvencia sávon belül csak egyetlen rezonancia lép fel. A 4. ábra a rezonanciaviszonyokat a találmány szerinti 2 fékbetéttel együttműködő 3 fékdobnál 60 Szemlélteti. Ebben az esetben a G értéke - szemben a 3. ábra szerinti megoldással - oly mértékben növekedett, hogy a 2 fékbetét akusztikai frekvencia tartományba eső három sajátfrekvenciájá a környezeti hőmérsékletnél - miután B értéke 1 alá 65 csökkent - 3,5; 10,5 és 17,5 kHz-re változott, és hogy gondoskodás történt ezeknek a frekvenciáknak hőmérséklettől való függetlenitéséről is. Amint ez az ábrából látható a d, e,f, g- vei jelölt rezonanciák száma nem több 5-nél, amelyeknek négy különböző hőmérséklet: Td, Te, Tf és Tg felel meg. Ez azt jelenti, hogy mind a rezonanciapontok, mind a fékcsikorgással járó hőmérsékletek száma az előrelátható csikorgási tulajdonságokat illetően lényegesen kedvezőbb, mint a 3 ábrán bemutatott konvencionális 2 fékbetét esetében. A G érték növelésének bemutatott kedvező hatása a gyakorlatban csak egy bizonyos határig érvényesülhetett, mert a fékszerkezet geometriai pontatlanságai annál nagyobb helyi p felfekvési nyomás- és ezzel b értékingadozást eredményeznek, mennél nagyobb a fékbetét E rugalmassági modulusa, amely ismeretes módon G-vel arányosan változik. b értéke oly mértékben növekedhetett, hogy B értékének 1-hez való közeledése vagy azon való túllépése is előállhatott annak ellenére, hogy B képletében G a nevezőben szerepel. A fékcsikorgási tulajdonságok javítása tehát olyan, nem izotróp anyagok alkalmazását indokolja, amelynél G és E homogén és izotróp anyagoknál fennálló szoros összefüggése nem érvényesül. Egy ilyen anyag alkalmazása még azért is kívánatos, mert E megválasztásánál egyéb tribológiai tulajdonságokra, továbbá a fékezőnyomaték ingadozásának csökkentésére is tekintettel kell lenni, ami jó felfekvést biztosító, az 5. ábra szerinti n normális irányában alacsony E modulussal érhető el. Az előbbiekben leírt rezgési tulajdonságokat (4 ábra) példaként a találmányunk szerinti szerkezeti felépítéssel rendelkező 2 fékbetét biztosítja, amit az 5. ábra mutat metszetben. A 2 fékbetét 6 belső oldala van rögzítve a nem ábrázolt fékpofa talphoz, amely a hordozó tagot képezi. A 2 fékbetét 8 súrlódó felülete illeszkedik a 3 fékdob belső hengeres felületéhez. Természetesen a 8 súrlódó felület szintén hengerfelület. A 2 ismert fékbetét anyag, melyben a 8 súrlódó felület n normálisával a 8 súrlódó felület tengelyére merőleges síkra eső vetületben ß hegyesszöget bezáró 4 erősítő elemek vannak beágyazva, amelyeknek anyaga például rézötvözet, rugalmassági tényezője többszöröse a fékbetét anyag rugalmassági tényezőjének. A 8 súrlódó felület n normálisával a hegyesszöget zárnak be az 5 erősítő elemek, melyek az előbbivel azonos felépítésűek és anyagúak. Ideális kivitelnél a 4 és 5 erősítő elemek vetülete a forgástengelyre merőleges síkban logaritmikus spirális vonalát követi. A 2 fékbetét az n normális irányában ható összenyomó erővel szemben az ismert fékbetétekhez hasonló merevségű. A 8 súrlódó felület érintőjének irányában ható súrlódó erővel szemben azonban az ismert fékbetétekhez képest nagyobb merevséget mutat, mivel a r nyírófeszültségek hatására a 2 fékbetét ekvidisztáns rétegeinek elcsúszása nagyságrenddel is csökkenhet. Nagy rugalmassági tényezőjű erősítő elemek alkalmazásával csökken a 2 fékbetét merevségének, illetve rugalmassági tényezőjének változása a hőmérséklet függvényében, mivel a 4 és 5 elemek szövedéke erős vázat képez 3
