DE2418024A1 - Bremsscheibe - Google Patents
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Description
Die Erfindiang betrifft eine kohlenstoffhaltige Elugzeugbremsscheibe
bestehend aus einem starken, langlebigen Mittelkern und daran an beiden Seiten befestigten Belägen aus leichtgewichtigem
Verschleißmaterial.
Wegen der komplizierten Natur der Herstellung einer effizienten und ..homogenen kohlenstoffhaltigen Flugzeugbremsscheibe, die
unter allen Bremsbedingungen zufriedenstellend funktioniert,
sind bisher ganz bestimmte Probleme hinsichtlich der Kosten und der Ausführung aufgetreten. Dies gilt besonders im Hinblick
auf die Kosten, wenn neue Bremsscheiben erforderlich sind, die die abgenutzten ersetzen müssen, und im Hinblick auf die Herstellung
einer verschleißarmen Bremsscheibe, die eine geeignete Widerstandsfähigkeit und einen geeigneten Reibungskoeffizient
hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Verschleißbeläge auf
einfache Weise erneuert werden können, für die eine gleichbleibende
Qualität garantiert werden kann und die mit geringen Kosten
— 2 —
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herstellbar ist, Ziel der Erfindung ist ferner, eine Befestigungstechnik
für die Verschleißbeläge am Kern der Bremsscheibe zu schaffen und Werkstoffe für kohlenstoffhaltige Bremsscheiben
anzugeben, mit denen unter gewissen baulichen Beschränkungen die gewünschte Verschleißfestigkeit und Widerstandsfähigkeit erreicht
wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird" gelöst durch eine
Bremsscheibe, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ihr Kern eine Dichte von mindestens 1,4 g/cm , eine Biegefestigkeit senkrecht
zur Schicht von mindestens 633 kg/cm , eine interlaminare Scher-
o
festigkeit von mindestens 70 kg/cm und eine Schlagzähigkeit von
festigkeit von mindestens 70 kg/cm und eine Schlagzähigkeit von
10 bis 50 in.lbs/lb ^ 1,8 bis 8,9 cm kg/cm2 hat und daß auf
mindestens eine Seite des Kerns ein leichtgewichtiger Verschleißbelag aus einer Kohlenstoffzusammensetzung angeordnet ist, der
einen maximalen Abnutzungswert von 0,02 mm pro Fläche und Bremsstop einer Belastung von 400.000 ft-lbs/lb = 33735 kg m/kg und
einen Mindestreibungswert von etwa 0,1 hat9
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen vergrößerten Teilquerschnitt einer Ausführungsform
Fig. 1 einen vergrößerten Teilquerschnitt einer Ausführungsform
der Erfindung und
Fig. 2 eine andere Ausführungsform in entsprechender Darstellung.
Fig. 2 eine andere Ausführungsform in entsprechender Darstellung.
Die in Figur 1 dargestellte Bremsscheibe zeigt einen leichtgewichtigen Mittelkern 10 aus einer Kohlenstoffzusammensetzung,
der wieder verwendbar oder wiederaufarbeitbar ist und der speziell für eine lange Lebensdauer, hohe Widerstandsfähigkeit und relativ
geringe Kosten ausgelegt ist. Der bevorzugte Werkstoff für den Kern 10 ist ein Kohlenstoffgrundmaterial, das folgende strukturelle
Merkmale hat;
Schüttdichte mindestens 1,4 bis etwa 1,9 g/cnr
Biegefestigkeit mindestens 633 kg/cm senkrecht zur Schicht 794 kg/cm typisch
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2 interlaminare Scherfestigkeit mindestens 70 kg/cm
105 kg/cm2 typisch
Druckfestigkeit mindestens 562 kg/cm2
668 kg/cm typisch
Schlagzähigkeit etwa 10 bis 50 in.lbs/in £ 1,8 bis 8,9 cmkg/cm2
28 in lbs/inO.4,99 cm kg/cm2.
Diese Werte liegen in einem relativ weiten Bereich, weil Werkstoffe
mit sehr guten physikalischen Eigenschaften herstellbar sind. Die Ziele der Erfindung werden dann durch Anbringen,
wie z.B. Ankleben eines leichtgewichtigen kohlenstoffhaltigen Verschleißmaterials auf mindestens einer Seite des Mittelkerns
erreicht. Die Verschlsißbeläge bzw. das Verschleißmaterial 12 und 14 sind an dem Mittelkern 10 mittels Klebschichten 16 bzw.18
befestigt. Die Verschleißbeläge 12,14 haben eine bevorzugte Dicke von 3,2 mm und der Mittelkern 10 ist vorzugsweise etwa
9,5 mm stark.
Die kohlenstoffhaltigen Beläge sollten einen maximalen Abnutzungswert von etwa 0,02 mm pro Belag und Bremsstop haben und einen
unteren Reibungswert von 0,1, beide bei einer Scheibenbelastung von 400.000 ft-lbs/lb ^ 33735 m/kg%
Die Betriebstemperatur kann an der Außenfläche der Bremsscheibenbeläge
im Bereich von der Umgebungstemperatur bis zu etwa 15000C liegen.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Klebeschichten 16 und
18 ein Graphitzement sein oder Kohlepapier bzw. Graphitgewebe, das mit Furfurolharz getränkt und mit Hitze behandelt ist, um
eine Klebeschicht zwischen dem Kern 10 und den Verschleißbelägen 12 und 14 zu bilden. Der Zement oder die Klebemasse muß in der
Lage sein, die Bremsscheibenbeläge 12, 14 selbst bei extremen
Temperaturen, die beim Bremsvorgang auftreten, am Kern 10 zu halten. Ein hochtemperaturfester Kleber enthält einen hohen
Anteil an Kohlenstoff, wie z.B. ein Furfurolharz oder Kohlenteerpech, weil diese pyrolytisch zersetzt werden können, um im
wesentlichen ein Kohlenstoffmaterial zu bilden. Furfurolharz kann mit oder ohne einen Härterbeschleuniger, wie z.B. Malein-
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Säureanhydrid verwendet werden. Im allgemeinen wird Zement oder Harz zwischen den Verschleißbelägen 12 und 14 und dem Kern 10
angewendet, vorzugsweise in Verbindung mit einem Kohlenstoffoder Graphitgewebe. Die Bremsscheibe wird dann zusammengesetzt
und einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Anfangshitze kann im Bereich zwischen etwa 1000C und etwa 2600C liegen und zwar
entweder in einem Ofen oder unter Druck in einer Presse (Druck von annähernd 200 bis etwa 141 kg/cm ) für einen Zeitraum von
mindestens einer bis drei Stunden. Eine zweite Hochtemperaturbehandlung ist gewöhnlich zur pyrolytischen Zersetzung des
Klebers in Kohlenstoff erforderlich, so daß dieser dann den sehr hohen Temperaturen, die beim Bremsen auftreten, widerstehen
kann. Die Wärmebehandlung kann, abhängig vom Kleber bzw. Zement zwischen etwa 1000 und 15000C für ungefähr ein oder zwei Stunden
erfolgen. Dem Kleber können noch verschiedene Yerstärkungsmaterialien
zugegeben werden, wie beispielsweise Fasern, Gewebe und Kohlenstoff-Filzmaterial, was dem Fachmann an sich bekannt
ist. Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform, die entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist, weist einen starken
kohlenstoffhaltigen Trag- oder Mittelkern 10 mit Brems- bzw. Verschleißbelägen 12 und 14 auf, die ersetzt werden können.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung haben gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ,
jedoch mit dem Zusatz "A". Hier besteht die Verbindung zwischen dem Kern 10A und den Belägen 12A und 14A aus mechanischen Mitteln.
Nieten 20 halten die Beläge 12A und 14A am Kern 10A.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 hat praktisch dieselben Eigenschaften wie die Ausführungsform nach Fig. 1.
Die Erfindung sieht vor, daß der Aufbau der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele normalerweise in Kreisringscheibenform
erfolgt, wobei Nuten entweder am inneren oder äußeren Durchmesser für die Mitnahme bzw. die Halterung, abhängig
von der Verwendung als drehende oder stehende Scheibe, vorgesehen sind.
Mit der Erfindung wird ferner in Betracht gezogen, daß die
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Verschleißbeläge sich in geringfügig geänderten Reibungsbedingungen
befinden können, was von der jeweiligen Reibungsbelastung abhängt. Wenn die Beläge jedoch relativ dünn
sind, vereinfacht dies ihre Herstellung und macht es einfacher, die gleichbleibende Qualität zu garantieren. Ferner erfolgt die
Übertragung des Drehmomentes im wesentlichen direkt durch das Kernmaterial.
Aus dem Obigen geht hervor, daß die Ziele der Erfindung erreicht werden durch Vorsehen einer kohlenstoffhaltigen
Trag- und einer kohlenstoffhaltigen Verschleißplatte mit ihren jeweiligen spezifischen Eigenschaften, so daß die
gewünschte Funktion erfüllt wird.
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Claims (12)
- PATE NTANWÄLTE% 2418Π2ΛDIPL. ING. WALTER MEISSNER . DIPL. INS. HERBERT TISCHERDIPL. ING. PETER E. MEISSNER " MönchenDIPL. ING. H,-JOACHIM PRESTINGBERLINt BERLIN 33 (GRUNEWALD), den '"l 0 HERBERTSTRASSE 23Pr/Ha.' 7462-GEPat entansprächeBremsscheibe, insbesondere Flugzeugbremsscheibe, bestehend aus einem wiederverwendbaren Mittelkern aus einer leichtgewichtigen Kohlenstoffzusammensetzung und daran befestigten Verschleißbelägen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) eine Dichte von mindestens 1,4 g/cm , eine Biegefestigkeit senkrecht zur Schicht von mindestens 633 kg/cm , eine interlaminare Scherfestigkeit von mindestens 70 kg/cm2 und eine Schlagzähigkeit von 10 bis 50 in lbs/lb ■£ 1,8 bis 3?9 cm kg/cm2 hat und daß auf mindestens eine Saite des Kerns (10) ein leichtgewichtiger Yerschleißbelag (12 bzw. 14) aus einer Kohlenstoffzusammensetzung angeordnet ist, der einen maximalen Abnutzungswert von 0,02 mm pro Fläche und Bremsstop bei einer Belastung von 400.000 ft-lbs ^= 33735 kg m/kg und einem Mindestreibungswert von etwa 0,1 hat»
- 2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte im Bereich von 1,4 bis 1,9 g/cnr liegt.
- 3. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Mittelkerns (10) ein Verschleißbelag (12, 14) angeordnet ist.
- 4. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetr, άε£ der Verschleißbelag (12,14) am Kern (10) angsfelebt iat,
- 5. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet«, da£ das Klebematerial ein hochtemperatur^ester- !Lieber istc409844/0779 _ ? _-β-- 2418Π2Α
- 6. Bremsscheibe nach Anspruch 5$ dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber einen hohen Anteil an Kohlenstoff aufweist.
- 7. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschicht mit Kohlenstoff material, das zwischen Kern (10) und Verschleißbelag angeordnet ist, durchsetzt ist und daß der Verschleißbelag und die,Kleberschicht wärmebehandelt sind, um eine Harzbindung zu bilden.
- 8. Bremsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen etwa 1000C und etwa 2600C unterzogen ist.
- 9. Bremsscheibe nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht einer Hochtemperaturbehandlung zur pyrolytischen ..Zersetzung des Klebers unterzogen ist.
- 10. Bremsscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturbehandlung im Bereich von etwa 10000C bis etwa 15000C erfolgt.
- 11β Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der VerschleiSbelag (12 bzw. 14) am Kern (10) mechanisch befestigt ist.
- 12. Bremsscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißbelag (12 bzw.34) am Kern mittels Nieten (20) befestigt ist. ■Patentanwa409844/0779Leerseite
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Legal Events
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