DE2508114C3 - Reibungsteil, insbesondere für Scheibenbremsen von Flugzeugrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibungsteil nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Scheibenbremsen oder Kupplungen, wie z. B. den Scheibenbremsen von Flugzeugen, werden im allgemeinen mehrere Trägerplatten mit doppelten Reibungsflächen abwechselnd mit Stahlplatten oder entsprechenden Trägcrplatten mit Reibungsflächen verwendet und in Reibungseingriff gebracht. Durch Zusammendrücken mehrerer dieser Platten wird die Bremswirkung herbeigeführt.

Bei bekannten Anordnungen (US-PS 29 16 12J) trügt jede Trägerplatte mehrere Paare von in Bogenabständen angeordneten Reibungskörpern, ilie durch eine öffnung in der Trägerplatte aneinandergenietet sind. Jeder Reibungskörper besteht aus einer Stützplatte oder Stützschale, in welcher ein Block aus gesintertem metallischem Reibungsmaterial eingebracht ist Um das Aneinandernieten zu ermöglichen, ist in der Stützplatte eine Bohrung vorgesehen; im Reibungsmaterial selbst ist gleichfalls eine Öffnung von größerem Durchmesser ausgebildet Wenn die Reibungskörper genügend weit abgenutzt sind, werden die Niete herausgestanzt oder -gebohrt, um die abgenutzten Reibungskörper von der Trägerplatte zu entfernen und um neue Reibungskörper anzunieten.

Eine Schwierigkeit bei einer derartigen Anordnung besteht darin, daß die im Reibungsmaterial vorgesehenen Bohrungen die Menge des Reibungsmaterials pro Reibungskörper herabsetzen; es ist demgemäß nötig, die Flächengröße und das Gewicht einer gegebenen Reibungskörper-Anordnung bei vorgegebener erforderlicher Bremskraft zu erhöhen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Unterbrechungen der Reibungsfläche an den Rändern der öffnungen des Reibungsmaterials Risse und Brüche auslösen. Diese Randbrüchigkeit erhöht sich mit zunehmendem Verschleiß, wodurch eine weitere Reduzierung der gesamten Reibungsfläche und des Bremswirkungsgrades hervorgerufen wird.

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wurde bei einer Anordnung nach dem Gattungsbegriff gemäß US-PS 36 85 623 vorgesehen, die im Reibungsmaterial vorgesehene Niet-Zugangsöffnung dadurch zu vermeiden, daß eine Blindniet-Anordnung verwendet wurde. Obwohl dadurch sine durchgehende Reibungsfläche gebildet und beibehalten und das Problem der Randbrüchigkeit gelöst wird, ist das Blindnietverfahren als teuer anzusehen; entweder erfordert es zwei verschiedene Arten von Reibungskörpern oder es erfordert die Verwendung von Sonderteilen, was beides sowohl beim ersten Zusammenbau als auch beim Austausch von Reibungskörpern zusätzliche Arbeiten, also Arbeitskosten bedingt.

Davon ausgehend besteht die Am gäbe der Erfindung darin, einen Reibungsteil der in Rede stehenden Art unter Beibehaltung seiner kontinuierlichen äußeren Reibfläche zu schaffen, welcher kostensparend und ohne Sonderteile sowohl an einer Seite einer Trägerplatte als auch an beiden Seiten befestigbar ist. Es soll insbesondere ein leichter Austausch von Reibungskörpern vorgenommen werden können, wenn ein Belagwechsel vorzunehmen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches I.

Die elektrische Widerstandsschweißung unter Verwendung einer in eine Plattenöffnung hineinragenden Verbindungseinrichtung mit einem vorspringenden Verbindungsknopf, der durch eine materialeinheitliche Ausprägung der Verbindungseinrichtung gebildet ist, ist zwar zur Plattenverbindung an sich bekannt (US-PS 37 74 009), jedoch wird dabei die Schweißpistole unmittelbar mit der Verbindungseinrichtung in Berührunggebracht.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Der Reibungsteil ist infolge der an ihm ausgebildeten Ausprägungen im elektrischen Widerstandsschweißverfahren an einem /weiten Reibungsteil oder an einer 1 laltescheibe befestigbar, wobei die Höhen der einander berührenden Verbindiingsknöpfe bzw. scheiben sicher-

stellen, daß die Rückenflächen der Stützplatten zu Schweißbeginn in einem einen Luftspalt bildenden Abstand bezüglich der Trägerplatte liegen. In dem Maße, in welchem die einander berührenden Verbindungsknöpfe bzw. Knopfvorsprünge schmelzen, nähern sich die Stützplatten der Trägerplatte, so daß nach vollendeter Schweißung eine ebene flächige Berührung zwischen den Stützplatteji der Reibungskörper und der Trägerplatte besteht Der Austausch von Reibungskörpern ist infolge der bestehenden Schweißverbindung äußerst einfach, da der kleine Bereich der Schweißverbindung ausgestanzt, ausgebohrt oder abgeschert werden kann. Die Trägerplatte bleibt bei derartigen Arbeiten ohne mechanische oder elektrische Beeinflussung, d.h. sie kann wiederholt als Träger eingesetzt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

F i g. 1 ist eine Perspektivansicht von Reibungsteilen, die jeweils auf einer Seite an einer Trägerplatte befestigt sind;

Fig.2 ist eine vergrößerte perspektiviscne Ansicht von Linie 2-2 in F i g. 1 unter Darstellung der Befestigung von Reibungsteilen gemäß einer ersten Ausführungsform;

F: g. 3 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur elektrischen Widerstandsschweißung zur Befestigung von Reibungsteilen an einer Trägerplatte;

F i g. 4 ist eine vergrößerte Einzelansicht von F i g. 3, wobei die Ausgangsposition vor dem Schweißen dargestellt ist;

Fig.5 ist eine der Fig.2 ähnliche Schnittansicht unter Darstellung der Befestigung eines Reibungsteiles gemäß einer zweiten Ausführungsform;

F i g. 6 ist eine den Fi g. 2 und 5 ähnliche Ansicht unter Darstellung der Befestigung von Reibungsteiien gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig.7 ist eine Darstellung der Befestigung von Reibungsteilen gemäß einer vierten Ausführungsform, und

F i g. 8 ist eine Einzelansicht einer zur Schweißbefestigung des Reibungsteils nach Fig.7 verwendbaren Scheibe.

In Fig. 1 ist ein insbesondere für Scheibenbremsen von Flugzeugrädern vorgesehenes Reibungsteil dargestellt, welches eine Trägerplatte 10 mit daran befestigten Reibungskörpern 12 und 14 umfaßt. Die Reibungskörper 12,14 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel unter Bogenabständen beidseitig an der Trägerplatte 10 angebracht; am Innenumfang der Trägerplatte sind Nuten 16 vorgesehen, weiche zu Keil- und Nutverbindungen mit einer nicht dargestellten Welle dienen. Zum Zwecke der Bremsung wird die Trägerplatte 10 mit den an ihr angebrachten Reibungskörpern an eine entsprechende Platte 18 angedrückt, um gemäß F i g. 1 die Reibungskörper 14 in Berührung mit der Platte 18 zu bringen. Die Platte 18 weist am Umfang mehrere Einschnitle 20 auf, welche zur Verbindung mit einem drehbaren Teil, wie z.B. einem (nicht gezeigten) Flugzeugrad dienen.

Gemäß Fig. 2 ist jedem Reibungskörper 12, 14 eine aus Stahl bestehende Stützplattc 22 zugeordnet, in welcher sich ein Block aus gesinterter Kupferlegierung oder einem sonstigen metallischen Reibungsmaterial 24 befinden. Das Re'bungsmaterial 24 ist durch ein Knllprägevcrfahren an einem Gitterwerk 26 befestigt, das vom Hoden der Sliu/platte 22 getragen wird. |edc Stützplatte 22 weist eine Verbindungseinrichtung bzw. ein Verbindungsgegenstück in Form einer aus dem Plattenkörper herausgeprägten Ausprägung 28 auf, <n welcher mittig ein Verbindungsknopf 30, wiederum in Form einer Ausprägung, vorgesehen ist. Der Verbindungsknopf 30 ist wesentlich kleiner als die Ausprägung 28. Um die Stabilität des Reibungsmaterials 24 bei Bremsungen zu gewährleisten, kann ein aus Stahl bestehender Stopfen 32 innerhalb der Ausprägung 28 eingelegt werden, bevor das Reibungsmaterial in die Stützplatte eingebracht wird.

Die Reibungskörper 12,14, sind auf beiden Seiten der Trägerplatte 10 so angeordnet, daß ihre Ausprägungen 28 in eine öffnung 34 der Trägerplatte hineinragen. Die Ausprägungen 28 und die öffnung 34 besitzen etwa gleichen Durchmesser, um eine seitliche Verschiebung der Reibungskörper auf de'· Trägerplatte zu verhindern. Knöpfe 33 und Vertiefungen 35 können in der Stützplatte 22 bzw. in der Trägerplatte 10 vorgesehen sein, um eine Drehung der Reibungskörper 12, 14 gegenüber der Trägerplatte zu ver! -. t/dern (F i g. 4). Die Stützpiatten 22 der Reibungskörper 12 and 14 werden durch eine elektrische Widerstandsschweißung an den Verbindungsknöpfen 30 miteinander befestigt, wobei der Bereich der Schweißung eine viel kleinere Fläche einniir<nt, als die öffnung 34, derart, daß keine feste Verbindung mit der Trägerplatte 10 eintreten kann.

Der Zusammenbau bzw. die Verbindung des Reibungsteils wird nunmehr unter Bezugnahme auf die w F i g. 3 und 4 beschrieben: Eine elektrische Schweißvorrichtung 36 mit oberen und unteren Elektroden 38,40 ist mit einer schaltbaren Trägervorrichtung 42 versehen, wobei die Trägervorrichtung ein drehbares Unterteil 44 mit einer öffnung (Fig.4) zur Aufnahme der unteren !> Elektrode 40 aufweist. Wenn ein Reibungsteil der in Fig.2 dargestellten Anordnung zu befestigen ist, dann wird ein Reibungskörper 14 mit der Reibungsfläche nach unten auf den Unterteil 44 aufgelegt. Die Trägerplatte 10 wird so aufgelegt, daß dit Ausprägung ■to 28 des Reibungskörpers 14 in die Öffnung 34 ragt. Sodann wird ein Reibungskörper 12 über der Trägerplatte so angeordnet, daß seine Ausprägung 28 in die Öffnung 34 ragt, derart, daß die beiden Verbindungsknöpfe 30 aneinander stoßen. Die Höhe der Verbin-■»> dungsknöpfe 30 ist bezüglich der Tiefe der Öffnung 34 bzw. der Dicke der Trägerplatte so bemessen, daß die Rückenflächen der Stützplatten zu Schweißbeginn in einem einen Luftspalt bildenden Abstand zur Trägerplatte liegen.

mi Sodann wird die obere Elektrode 38 mit dem elektrisch leitenden Reibungskörper 14 in Berührung gebracht; Strom wird durch die Elektrode 38, das Reibungsmaterial 24 des Reibungskörpers 14. den Stopfen 32, die Ausprägung 28 und den oberen v> Verbindungsknopf über den unteren Verbindungsknopf 30, die Ausprägi.iig 28, den Stopfen 32, durch das Reibungsmaterial 24 des unteren Reibungskörpers 12 in die untere Elektrode 40 geleitet. Dabei wird im wesentlichen gleichzeitig auf die Elektrode 38 ein Druck in ausgeübt, um uie obere bzw. untere Stutzplatte allmählich in Berührung mit der Trägerplatte zu drücken, während die Verbindungsknöpfe 30 schmelzen. Bei Berührung mit der Trägerplatte wird der Strom abgeschaltet, die Schweißstelle wird abgekühlt und der Unterteil 44 wird weiterbewegt, um ein weiteres Paar von Reibungskörpern 12, (4 in gleicher Weise mit der Trägerplatte 10 ;r.u verbinden. Es ist wichtig, daß nur die Reibungskörper 12, 14 miteinander verschweißt werden

und keine Verbindung mil der Trägerplatte IO eingehen; dies ist für den späteren Austausch von Reibungskörpern von Bedeutung, wie nachfo'gcnd ausgeführt ist. Pur die elektrische WiderstandsschweiDung können auch andere, dem Scltweißfachmann geläufige Schweißvorrichtungen benutzt werden.

Nachdem die Reibungsflächen der Reibungskörper 12, 14 abgenutzt sind, können folgende Schritte angewandt werden, um abgenutzte Reibungskörper durch neue Reibungskörper zu ersetzen. Ein geeignetes Werkzeug, so ein Meißel, v/ird zwischen der Trägerplatte tO und der Stützplattc 22 angesetzt, um durch Schläge hi·t einem I lammer die Ausprägung 28 abzuscheren. Da die einzige Verbindung zwischen den Stützplatten der Bereich der SchweiBung der beiden Verbindungsknöpfe 30 ist, werden durch das Abscheren beide Reibungskörper von der Trägerplatte getrennt. Eine weitere Trennmöglichkeit besteht darin, daß man in dem

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io der Stiit/.platten befestigt während sie mit ihren Knopfvorsprüngen 59 miteinander in Verbindung slehen. Die Verbindung der Knopfvorsprür.ge mit den Stüt/.platicn und mit dem gegenüberliegenden Knopfvorsprung geschieht wiederum im Schmelzverfahren durch elektrische Widerstandsschweißung. Vor der elektrischen Widerstandsschweißung wird jede Scheibe 56 mit ihrem Kriopfvorsprung 58 an der zugeordneten Stützplaite 52 angeschweißt, derart, daß nur ein freier Knopfvorsprung, nämlich der Knopfvorsprung 59 verbleibt. Der Knopfvorsprung 59 besitzt von der Stützplattc einen Abstand, welcher größer ist als der Hälfte der Tiefe der Öffnung 34 entspricht. Zu Beginn der Verschweißung wird auf diese Weise der erforderliche Luftspalt /wischen Trägerplatte und Stützplattc gewährleistet. Druck und Strom werden bei dieser Ausfiihrungsform durch das Reibungsmaterial 54, die Stiitzplattcn 52, die Scheiben 56 und die einamVr

hin« It

die Ausprägungen 28 und die öffnung 34 hindurch ->n ausstanzt oder ausbohrt. Da die Schweißfläche wesentlich kleiner ist als die öffnung 34, kann auf diese Weise die vollständige Trennung der beiden Reibungskörper schnell durchgeführt werden. Nach der Trennung der beiden Reibungskörper kann das vorstehend beschrie- .'> bene elektrische Widerstandsschweißverfahren wieder angewandt werden, um die Trägerplatte auf einer Seite oder auf beiden Seiten mit Reibuneskörperr. zu versehen.

Das elektrische Widerstandsschweißen kann auch Je dazu benutzt verden, Reibungskörper nur an einer Seite einer Trägerj latte 46 einer Scheibenbremse anzubringen, wie es in F i g. 5 gezeigt ist. Dabei werden nicht die Verbindungsknöpfe zweier Reibungskörper aneinander geschweißt, sondern der Verbindungsknopf 30 des einen ι > Reibungskörpers wird an eine Haltescheibe 48 angeschweißt. Die Haltescheibe 48 ist an der entgegengesetzten Seite der Trägerplatte 46 in einen erweiterten Bohrungsteil 50 der öffnung eingesetzt.

In einigen Fällen ist es zweckmäßig, zwei Schweiß- ■»« verbindungen zwischen zwei Reibungskörpern vorzusehen, wobei man auf die die Drehung verhindernden Knöpfe 33 und auf die Vertiefungen 35 verzichten kann. F i g. 6 zeigt eine derartige Anordnung, bei der die Stützplatten jeweils zwei Ausprägungen 28 mit zwei ■*> Verbindungsknöpfen 30 aufweisen. Bei der in Fig.6 dargestellten Anordnung ist die Stützplaite 22 im Warmschmiedeverfahren durch einen Block aus Reibungsmaterial vollständig gefüllt, d. h. das Reibungsmaterial füllt die Ausprägung 28 vollständig aus und auf den Stopfen 32 kann verzichtet werden.

Bei der in F i g. 7 und 8 dargestellten Auführungsform weist der Reibungskörper jeweils eine flache Stützplatte 52 mit einem daran angebrachten Block aus Reibungsmaterial 54 auf. Anstelle der einstückig ausgebildeten Ausprägungen und Verbindungsknöpfe sind die Verbindungseinrichtung und das Verbindungsgegenstück durch zwei Scheiben 56 gebildet, an welchen konisch zulaufende Knopfvorsprünge 58 und 59 vorgesehen sind. Die Scheiben 56 sind mit den bo Knopfvorsprüngen 58 an den ebenen Rückenflächen diese in einer SchweiBung zusammenzuschmelzen. Es ist auch möglich, die beiden Scheiben zwischen den beiden Stützplaitcn lose anzuordnen, so daß während des Schweißvorganges die gleichzeitige Schweißverbindung der Scheiben mit ihren Stützplatten und die gegenseitige Verschweißung der Scheiben stattfindet. Wie bei den vorangehend erläuterten Ausführungsformen können die Reibungskörper ohne weiteres durch Ausstan.·-.pn, Ausbohren oder Ausmeißeln entfernt werden, um einen Austausch durch neue Reibungskörper vorzunehmen.

Bezugszeichenliste

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 33 34 35 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 59 Trägerplatte,

Reibungskörper,

Reibungskörper,

Nut,

Platte,

Einschnitt.

Stützplattc

Reibungsmaterial,

Gitterwerk,

Ausprägung,

Verbindungsknopf,

Stopfen,

Knopf,

öffnung,

Vertiefung,

Schweißvorrichtung,

Elektrode,

Elektrode,

Trägervorrichtung,

Unterteil,

Trägerplatte,

Haltescheibe,

Bohrungsteil.

Stützplatte,

Reibungsmaterial,

Scheibe,

Knopfvorsprung,

Knopfvorsprung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   J. Reibungsteil, insbesondere für Scheibenbremsen von Flugzeugrädern, mit einer Trägerplatte, in welcher wenigstens eine öffnung vorgesehen ist, mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Reibungskörper, welcher eine kontinuierliche äußere Reibfläche aufweist und von einer Stützplatte gehaltert ist, deren Rückenfläche an der Trägerplatte anliegt, und mit einer sich in die Öffnung erstreckenden, diese im Durchmesser etwa ausfüllenden Verbindungseinrichtung, weiche in der Mitte einen Verbindungsknopf von kleinerem Durchmesser als die öffnung aufweist, der mit einem Verbindungsgegenstück auf der anderen Seite der Öffnung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (22) eine geschlossene Rückenfläche aufweist und der Verbindungsknopf (30) mittels elektrischer Widerstandsschweißung mit dem Verbindungsgegenstück verbunden ist, wobei die Höhe des Verbindungsknopfes so bemessen ist, daß die Rückenfläche der Stützplatte zu Schweißbeginn in einem einen Luftspalt bildenden Abstand über der Trägerplatte (10) liegt
2. 2. Reibungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsgegenstück durch eine in einen erweiterten Bohrungsteil (50) der öffnung (34) eingesetzte Haltescheibe (48) gebildet ist.
3. 3. Reibungsteil nach Anspruch 1, mit wenigstens ju einem Paar elektrisch leitfähiger Reibungskörper, welche je ve··-, einer Stützplatte gehaltert und durch die öffnung der Trägerplatt? miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (28) und das Verbindungsgegenstück (29) sowie die Verbindungsknöpfe (30) aus gleichartigen materialeinheitlichen Ausprägungen der StUtzplatte (22) gebildet sind.
4. 4. Reibungsteil nach Anspruch 1, mit wengistens einem Paar elektrisch leitfähiger Reibungskörper, -m welche je von einer Stützplatte gehaltert und durch die Öffnung der Trägerplatte miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung und das Verbindungsgegenstück sowie die Verbindungsknöpfe aus zwei Scheiben (56) ti mit mittigen Knopfvorsprüngen (58, 59) gebildet sind, wobei die Scheiben ihrerseits an ebenen Rückenflächen der Stützplatten (52) über Knopfvorsprünge (58) gleichzeitig mittels der die Knopfvorsprünge (59) der Verbindungseinrichtungen ver- w schmelzenden elektrischen Widerstandsschweißung verbunden sind.