DE2508114A1 - Reibungsteil und verfahren zu seinem zusammenbau - Google Patents
Reibungsteil und verfahren zu seinem zusammenbauInfo
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Description
"Reibungsteil und Verfahren zu seinem Zusammenbau"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Reibungsteile
und insbesondere auf ein derartiges Teil, das aus einer Trägerplatte besteht, an deren beiden Seiten Reibungskörper angebracht
sind, die durch eine Öffnung in der Trägerplatte aneinandergeschweisst sind.
Bei Scheibenbremsen oder Kupplungen, wie zum Beispiel den Bremsanordnungen
von Flugzeugen, werden mehrere Trägerplatten mit doppelten Reibungsflächen abwechselnd mit Stahlplatten oder entsprechenden
Platten mit Reibungsflächen angeordnet. Durch Zusammendrücken mehrerer dieser Platten wird die Bremswirkung
hervorgerufen.
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Bei bekannten Anordnungen trägt jede Trägerplatte mehrere Paare
von in Bogenabständen angeordneten Reibungskörpern, die durch
eine Öffnung in der Trägerplatte aneinandergenietet sind, Jeder Reibungskörper umfasst eine Metallschale oder Stützplatte, die
einen Block aus gesintertem metallischem Reibungsstoff trägt. Um das Aneinandernieten zu ermöglichen, ist in der Stützplatte ein
Loch vorgesehen, und ein Nietzugangsloch mit grösserem Durchmesser
ist in dem Reibungsblock freigelassen. Eine Anordnung dieser Art ist in der USA-Patentschrift 2 916 123 gezeigt. Wenn
die Reibungsflächen genügend weit abgenutzt sind, werden die Niete herausgestanzt oder -gebohrt, um die abgenutzten Reibungskörper von der Trägerplatte zu entfernen, an der neue Reibungskörper angenietet werden. Teure, genau gearbeitete Trägerplatten
können also oftmals wiederverwendet werden, indem die verhältnismässig
billigen Reibungskörper ersetzt werden.
Eine Schwierigkeit bei einer derartigen Anordnung besteht darin, dass die Nietzugangslöcher in den Reibungskörpern die Menge des
Reibungsstoffes pro Körper herabsetzen, wodurch die Grosse und
das Gewicht einer gegebenen Reibungsanordnung für eine gegebene erforderliche Bremskraft erhöht werden. Ein weiteres Problem
besteht darin, dass die auf diese Weise unterbrochene Reibungsfläche an den Rändern des Nietzugangsloches Brüchigkeit hervorruft.
Diese Randbrüchigkeit erhöht sich mit zunehmendemVerschleiss, wodurch eine weitere Herabsetzung in der Reibungsberührungsfläche
und damit des Bremswirkungsgrades bewirkt wird.
Bei einem Versuch, diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist in der USA-Patentschrift 3 685 623 vorgeschlagen worden, das Niet-
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zugangsloch dadurch zu vermeiden, dass eine Blindnietanordnung vorgesehen
wird. Obwohl dadurch eine durchgehende Reibungsfläche gebildet wird und das Randbrüchigkeitsproblem gelöst wird, ist es teuer
und erfordert entweder zwei verschiedene Arten von Reibungskörpern oder Sonderteile, was beides sowohl bei dem ursprünglichen Zusammenbau
als auch bei dem Austausch von Reibungskörpern zusätzliche Arbeitsvorgänge erforderlich macht und damit die Kosten für
den Zusammenbau erheblich steigert.
Eine vollständig andere Art des Zusammenbaus ist in der USA-Patentschrift
3 020 643 vorgeschlagen worden, wo Reibungsstoff direkt an eine Stützplatte angeschweisst ist. Dadurch wird eine
durchgehende Reibungsfläche gebildet, der Austausch jedoch unmöglich gemacht.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb in der
Schaffung von Reibungskörpern mit einer durchgehenden Reibungsfläche, die billig und leicht in gleichen Paaren an einer Trägerplatte
angebracht werden können. Ferner sollen erfindungsgemäss Reibungskörper geschaffen werden, die ohne weiteres abgenommen
und ausgewechselt werden können, wenn die Reibungsflächen abgenutzt werden.
Gemäss der obigen Aufgabenstellung werden zwei Reibungskörper,
die je eine durchgehende Reibungsfläche aufweisen, auf einer mit Löchern ausgebildeten Trägerplatte aneinander angebracht. Jeder
Reibungskörper weist eine Stützplatte auf, die einen Vorsprung umfasst, der in die Öffnung hineinragt, wo die aneinanderstossenden
Vorsprünge durch Widerstandsschweissung aneinander befestigt
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werden. Genauer ausgedrückt besteht der Erfindungsgegenstand aus einem Reibungsteil, das eine Trägerplatte mit einer darin ausgebildeten
Öffnung, eine Reibungsvorrichtung, die eine Stützplatte mit einem darauf angebrachten verdichteten Reibungsstoff, und Teile
umfasst, die die Stützplatte an einer Seite der Trägerplatte befestigen und aus einem in der Öffnung angeordneten Befestigungsknopf bestehen, der eine erste Verbindung mit einem an der entgegengesetzten
Seite der Trägerplatte angebrachten Teil und eine zweite Verbindung mit der Stützplatte aufweist, wobei eine der beiden Verbindungen
eine Widerstandsschweissung zur Befestigung der Reibungsvorrichtung in Berührung mit der Trägerplatte ist und die
Widerstandsschweissfläche kleiner als die Öffnung ist.
Ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der beigefügten
Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht sind und
Fig. 1 eine perspektivische Explosivansicht eines Teils einer Scheibenbremsanordnung ist,
Fig. 2 eine vergrösserte perspektivische Schnittansicht entlang den Linien 2-2 in Fig. 1 ist, in der ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist,
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Herstellungsvorrichtung für den Erfindungsgegenstand ist,
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Fig. 4 eine vergrösserte Teilansicht eines Teils von Fig. 3 ist, in der die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform vor dem
Schweissen gezeigt ist,
Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht ist, in äer eine
weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist,
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht ist, in ä&r eine dritte
Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist, und
Fig. 7 und 8 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.
In Fig. 1 ist ein Paar Reibungsteile einer Scheibenbremsanordnung gezeigt, das eine Trägerplatte 10 umfasst, die mehrere paarweise
vorgesehene, einander gleiche Reibungsvorrichtungen oder -körper 12, 14 aufweist, die in Bogenabständen beidseitig an der Trägerplatte
angebracht sind, die mehrere Innennuten 16 zur Anbringung auf einer nicht gezeigten ortsfesten Keil- oder Verschiebewelle aufweist.
Um eine Bremsung zu bewirken, wird die Trägerplatte 10 durch nicht gezeigte Mittel an eine entsprechende Platte 18 angedrückt,
um die Reibungskörper 14 in Berührung mit dieser zu bringen. Die Platte 18 umfasst mehrere Ausseneinschnitte 20 zur
Verbindung mit einem drehbaren Teil, wie zum Beispiel einem (nicht gezeigten) Flugzeugrad.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, umfasst jeder Reibungskörper 12, 14 eine gestanzte Stahlstützplatte oder -schale 22, die einen Block
aus gesinterter Kupferlegierung oder einem sonstigen metallischen Reibungsstoff 24 stützt. Der Block 24 ist durch ein Kaltprägeverfahren
an einem Gitter 26 befestigt, das von dem Boden der Schale
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22 getragen wird. Jede Schale 22 weist eine gestanzte, einstückige
Verformung oder einen Knopf 28 auf, der seinerseits einen einstückig
ausgebildeten Vorsprung 30 aufweist, der wesentlich kleiner ist als der Knopf selbst. Um die Stabilität des Blockes 24 bei
Bremsungen zu gewährleisten, wird ein Stahlfüllstopfen 32 in dem
Knopf 2S angebracht, bevor der Reibungsstoff in die Schale eingeführt wird.
Die Reibungskörper 12, 14 sind auf beiden Seiten der Platte 10 angeordnet,
so dass ihre Knöpfe 28 in eine Öffnung 34 der Platte hineinragen. Die Knöpfe 28 und die Öffnung 34 haben im wesentlichen
den gleichen Durchmesser, um eine seitliche Verschiebung der Reibungskörper 12, 14 auf der Platte 10 zu verhindern. Bekannte,
die Drehung verhindernde Knöpfe 33 und Plattenöffnungen 35 können in der Schale 22 bzw. in der Platte 10 vorgesehen werden, um die
Drehung der Reibungskörper 12, 14 gegenüber der Platte 10 zu verhindern
(siehe Fig. 4). Die Schalen 22 der Reibungskörper 12 und 14 werden durch eine Widerstandsschweissung der Vorsprünge 30
aneinander befestigt, wobei die Schweissung eine sehr viel kleinere
Fläche einnimmt als die Öffnung 34, um dadurch zu gewährleisten, dass keine feste Verbindung mit der Platte 10 eintritt.
Der Zusammenbau des Reibungsteils wird nun mit Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Eine elektrische Schweissvorrichtung
36 umfasst obere und untere Elektroden 38, 40. Eine Fortschalt-Bearbeitungsvorrichtung
42 ist an dem Schweissgerät angebracht und umfasst ein drehbares Unterteil 44, das eine Öffnung für die
Aufnahme der unteren Elektrode 40 aufweist.
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Der Zusammenbau wird wie folgt durchgeführt: Ein Reibungskörper 14 wird mit der Reibungsfläche nach unten auf dem Unterteil 44 angebracht.
Die Trägerplatte wird so angebracht, dass der Knopf 28 in die Öffnung 34 ragt. Sodann wird ein Reibungskörper 12 über
der Trägerplatte so angeordnet, dass sein Knopf 28 in die Öffnung 34 ragt, so dass die beiden Vorsprünge 30 aneinanderstossen. Es
ist wichtig, dass jede Schale 22 so ausgebildet ist, dass der Vorsprung 30 von der Rückseite der Schale um mehr als die Hälfte
der Tiefe der Öffnung 34 (oder der Dicke der Trägerplatte) absteht, so dass die Schale 12 anfänglich in Abstand über der Trägerplatte
10 liegt, um einen Luftspalt zwischen der Oberseite der Platte 10 und der Rückseite der Schale 12 zu bilden.
Sodann wird die obere Elektrode 38 in Berührung mit der Reibungsfläche des Blocks 24 gebracht. Strom wird durch die Elektrode 38,
den oberen Block 24, den Füllstopfen 32, den Knopf 28 und den oberen Vorsprung 30 zu dem unteren Vorsprung 30, demKnopf 28,
dem Stopfen 32, dem unteren Block 24 und der unteren Elektrode 40 geschickt. Im wesentlichen gleichzeitig wird auf die Elektrode
38 ein Druck ausgeübt, um die obere Schale 22 allmählich in Berührung mit der Platte 10 zu drücken, während die Vorsprünge 30
schmelzen. Bei Berührung mit der Platte 10 wird der Strom abgeschaltet,
die Schweissung abgekühlt und die Bearbeitungsvorrichtung 44 weitergeschaltet, um ein weiteres Paar von Reibungskörpern 12, 14 in der gleichen Weise an der Platte 10 anzubringen.
Es sei bemerkt, dass die Reibungskörper 12, 14 nur aneinander angeschweisst werden und nicht mit der Platte 10 verbunden sind.
Dies ist notwendig für den späteren Austausch von Reibungskörpern 12, 14, wie es weiter unten beschrieben wird.
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Es ist natürlich klar, dass die Einzelheiten bei der Durchführung des
Schweissvorgangs mit den verschweissten Stoffen und der Grosse
der Schweissung geändert werden müssen. Dies kann ohne weiteres von jedem Schweissfachmann bestimmt werden. Für dieses Verfahren
kann jede beliebige Vorsprungs-Schweissyorrichtung verwendet werden, von denen viele Arten auf dem Markt sind.
Nachdem die Reibungsflächen der Reibungskörper 12 und 14 weit
genug abgenutzt sind, können die folgenden Verfahren angewandt werden, um abgenutzte Reibungskörper durch neue Reibungskörper
zu ersetzen. Bei einem derartigen Verfahren wird ein Meissel zwischen der Trägerplatte 10 und der Schale 22 angesetzt, um
durch Schläge mit einem Hammer den Knopf 28 abzuscheren. Da die einzige Verbindung zwischen den Schalen die Schweissung ist,
die die Vorsprünge 30 verbindet, werden dadurch beide Reibungskörper von der Trägerplatte getrennt. Ein anderes Trennungsverfahren
könnte darin bestehen, die Schweissung durch die Blöcke 24, die Knöpfe 28 und die Öffnung 34 entweder auszustanzen oder auszubohren.
Da die Schweissfläche wesentlich kleiner ist als die Öffnung 34, kann die vollständige Trennung schnell durchgeführt
werden. Nach der Trennung kann das oben beschriebene Widerstandsschweissverfahren
wieder angewandt werden, um die Trägerplatte 10 mit den Reibungsflächen neuer Reibungskörper zu versehen.
Das gleiche Schweissverfahren kann dazu verwendet werden, Reibungskörper
an nur einer Seite einer Endplatte 46 einer Scheibenbremsenanordnung anzubringen, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Das
dazu angewandte Verfahren ist im wesentlichen das gleiche, mit
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der Abweichung, dass dabei nicht die Vorsprünge zweier Reibungskörper aneinandergeschweisst werden, sondern der Vorsprung 30 an
ein Halteteil 48 angeschweisst wird, das in einer erweiterten Bohrung 50 an der anderen Seite der Endplatte 46 angeordnet ist.
In einigen Fällen ist es zweckmässig, zwei Schweissverbindungen zwischen zwei Reibungskörpern vorzusehen, wobei die die Drehung
verhindernden Knöpfe 33 und Vertiefungen 35 weggelassen werden. Fig. 6 zeigt eine derartige Anordnung, bei der die Schalen 22*
jeweils zwei Knöpfe 28* und Vorsprünge 30' aufweisen, die in zwei
Öffnungen 34* in einer Platte 10' aneinandergeschweisst werden.
Fig. 6 zeigt ferner eine Abwandlung, bei der ein Warmschmiedeverfahren angewandt worden ist, um die Schale 22 mit einem Block
aus Reibungsstoff zu füllen. Der Reibungsstoff füllt also den Knopf 28 vollständig aus und erübrigt die Verwendung eines Füllstopfens.
Fig. 7 und 8 offenbaren eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Hier umfasst der Reibungskörper ein flache Stützplatte 52 mit einem daran angebrachten Block aus Reibungsstoff 54.
Statt der einstückig ausgebildeten Knöpfe und Vorsprünge sind zwei Schweisszwlschenteüe in Form von im wesentlichen zylindrischen
Knöpfen 56 mit zwei konischen Spitzen 58 vorgesehen. Jeder Knopf 56 ist zuvor mit einer seiner Spitzen 58 an jeder Stützplatte 52 angeschweisst
worden, so dass nur eine freie Spitze 58 verbleibt, die von der Stützplatte um mehr als die Hälfte der Tiefe der öffnung 34
absteht, so dass während des Zusammenbaues die Knöpfe eine obere Stützplatte in Abstand über der Trägerplatte halten, um den
Luftspalt zu bilden, der für das oben beschriebene Schweissverfahren notwendig ist. Bei dieser Ausführungsförm verlaufen Druck
und Strom durch den oberen Reibungsstoffblock 54, die Stützplatte
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52, den Knopf 56 und die einander berührenden Spitzen 58, um die beiden Knopfspitzen zu einer Schweissung 60 zusamnnenzuschmelzen.
Natürlich könnte ein einziger Knopf mit grösserer Dicke verwendet werden, der während dieses Zusammenbaues an beiden Stützplatten
angeschweisst wird. Wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen können die Reibungskörper ohne weiteres durch Ausstanzen,
Ausbohren oder Ausmeissein entfernt werden, wie es oben beschrieben wurde. Die Trägerplatte kann dann durch das gleiche Schweissverfahren
mit neuen Reibungsflächen versehen werden.
Die vorliegende Erfindung schafft also ein verbessertes Reibungsteil
und ein Verfahren zu dessen Zusammenbau, wodurch Reibungskörper mit einer durchgehenden Reibungsfläche schnell auf einer
Trägerplatte angebracht und nach ihrer Abnützung leicht ausgetauscht werden können. Dies wird dadurch erzielt, dass ein Knopf mit im
wesentlichen der gleichen Grosse wie die der Öffnung in der Trägerplatte
vorgesehen wird, der den Reibungskörper mit einem Teil auf der anderen Seite der Platte unter Anwendung der Widerstands-Vorsprungsschweissung
verbindet.
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Claims (4)
- PATENTANSPRÜCHEReibungsteil, bestehend aus einer Trägerplatte mit einer darin ausgebildeten Öffnung, zwei Reibungskörpern, die äussere Reibungsflächen aufweisen und auf Stützplatten angebracht sind, die an entgegengesetzten Seiten der Trägerplatte anliegen, und Verbindungsteile, die die Reibungskörper durch die Öffnung miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung (34) ein Verbindungs- oder Befestigungsknopf (28, 56) angeordnet ist, der im wesentlichen die gleiche Grosse wie die Öffnung (34) hat und mit jeder Stützplatte (22, 52) eine Verbindung hat, wobei eine der Verbindungen (bei 30 oder 60) eine Widerstands-Vorsprungsschweissung zur Anbringung der Reibungskörper in Berührung mit der Trägerplatte ist und die Fläche der Widerstands-Vorsprungsschweissung kleiner als die der Öffnung ist.
- 2. Reibungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reibungskörper miteinander verbindenden Teile einen zweiten entsprechenden Knopf (56) umfassen, der durch Widerstandsschweissung an der anderen Stützplatte (52) und an dem ersten Knopf (56) befestigt ist.
- 3. Reibungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reibungskörper miteinander verbindenden Teile einen ersten Knopf (28) umfassen, der eine einstückige Verformung einer der Stützplatten (22) ist, durch die der Knopf und ein von diesem ab-- 12 -509842/0389stehender einstückiger Vorsprung (30) mit verringerter Grosse ist, sowie einen zweiten Knopf (28), der eine einstückige Verformung der anderen Stützplatte (22) ist, durch die der Knopf und ein von diesem ausgehender einstückiger Vorsprung (30) mit verringerter Grosse gebildet werden, und dass die Vorsprünge (30) durch Widerstandsschweissung so aneinandergeschweisst sind, dass die Schweissfläche kleiner als die Öffnung (34) ist.
- 4. Verfahren für den Zusammenbau zweier Reibungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Metall stützplatte jedes Reibungskörpers ein einstückiger Knopf ausgebildet wird, der im wesentlichen die gleiche Grosse wie die Öffnung hat, an jedem Knopf ein einstückiger Vorsprung ausgebildet wird, der wesentlich kleiner ist als der Knopf und von der Stützplatte um mehr als die Hälfte der Tiefe der Öffnung absteht, eine Stützplatte an einer Seite der Trägerplatte so angebracht wird, dass ihr Knopf in die Öffnung ragt, die andere Stützplatte an der anderen Seite der Trägerplatte in Abstand so angebracht wird, dass ihr Knopf in die Öffnung ragt, die Vorsprünge der Knöpfe unter Druck in Berührung miteinander gebracht werden und im wesentlichen gleichzeitig ein Strom durch die Reibungskörper geschickt wird, bis beide Stützplatten an der Trägerplatte anliegen, wobei die Knopfvorsprünge in einer Widerstandsschweissung miteinander verschmolzen werden und die Trägerplatte zwischen den Stützplatten eingeklemmt wird.509842/0389■ιTn ι- ι ,,i η -·-.-ιLeerseite
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