DE2947927A1

DE2947927A1 - Bremsscheibe fuer kraftfahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE2947927A1
Application number: DE19792947927
Authority: DE
Inventors: Doulatabad A Venkatu
Original assignee: Goodyear Aerospace Corp
Current assignee: Goodyear Aerospace Corp
Priority date: 1978-11-24
Filing date: 1979-11-26
Publication date: 1980-06-04
Also published as: NO793351L; GB2039642A; IT7927533A0; JPS55107133A; IT1125857B; BR7907538A; CA1128431A; FR2442380A1; US4278153A; GB2039642B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Reibungsflächen von Bremsscheiben, bei denen die Reibungseigenschaften durch Verstärkungsmaterial praktisch durch die ganze Tiefe der Reibflächen verbessert werden.

Bisher sind viele Konstruktionen des Reibangriffs zweier Materialien bekannt geworden. Insbesondere haben sich diese Reibflächen als sehr nützlich bei Bremsmechanismen für verschiedene Fahrzeuge und Maschinen, Kupplungsmechanismen für diese und andere Einrichtungen erwiesen, die das Aneinandergreifen zweier Materialien an einer Achse erfordern, wo kein blockierendes Angreifen besteht.

Weil die Reibflächen den hohen Drücken und Temperaturen widerstehen müssen, die durch den Kontakt der beiden Materialien bedingt sind, sind die Materialien dieser Riebflächen im allgemeinen aus karbonisiertem Material oder aus verschiedenen Metallen hergestellt worden. Diese Materialien sind im allgemeinen an die inneren strukturellen Träger gebunden und die ganzen Reibeigenschaften der Anlage hängen von der Art des verwendeten Materials ab. Beispiele die Reibkonstruktionen werden in den amerikanischen Patentschriften I.935.713; 2.821.271; 2.973.336; 2.251.4-10; 2.783.529; 2.850.737; 2.966.737 und 3.191.73^ beschrieben. Die Konstruktion nach jeder dieser Patentschriften stützt sich nicht auf ein anderes Material zum zusätzlichen Tragen und Aushalten der Reibbeanspruchung.

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Andere nähern sich der Konstruktion einer guten Reibfläche, die durch verschiedene Konstruktionen verstärkt werden können, um deren Reibeigenschaften und die beabsichtigten Zwecke zu verbessern. In manchen Fällen hat die Technik die Verwendung von Verstärkungsmitteln zum Aneinandergreifen des Reibmaterials an die Konstruktion der ganzen Anlage gelehrt. Auf diese Weise wird ein besseres Verankern des Reibmaterials auf dem tragenden Material der Anlage erzielt. Es besteht jedoch keine Wirkung auf die Reibeigenschaften der Materialien auf ihrer Oberfläche. Die amerikanischen Patentschriften 1.470.475; 1.880.750; 2.911.074; 1.880.75O beschreiben diese Konstruktion, durch die das Verstärkungsmaterial das Reibmaterial an der Tragkonstruktion festhält. Das nur nahe der Tragkonstruktion verstärkte Reibmaterial verhütet jedoch das Aufspalten der Reibfläche bei Kon-takt mit anderen Flächen während der Benutzung nicht vollständig.

Eine andere Verstärkung ist das Einbringen des Verstärkungsmaterials ganz in das Reibmaterial, wodurch ein besserer Innenträger des Materials erzielt wird. Diese Innenversträkung kann verschiedene Ausführungen annehmen einschließlich einer Spezialkonstruktion für späteres Befestigen des eingebeteten Material an der Tragkonstruktion des Reibsystems, Die amerikanischen Patentschriften 1.182.368; 2.4-64-.4-37; 2.818.634; 3.064.34-3 und 3.698.526 beschreiben die innen eingebettete Verstärkung des Reibmaterials. Das in das Reibmaterial eingebettete, aber nicht mit anderem Verstärkungsmaterial verbundere Verstärkungsmaterial oder die obere oder die untere Fläche des Reibmaterials ergibt keine angemessene Verstärkung durch das ganze Volumen des Reibmaterials hindurch.

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Ein noch weiterer Verstärkungsmechanismus ist die Verwendung von Verstärkunsmaterialien an der Außenfläche des Reibmaterials. Nach den amerikanischen Patentschriften 2.160.770 und 2.728.700 wird das Freilegen des Verstärkungsmaterials an der Fläche des Reibmaterials für größere Arbriebfestigkeit ohne Träger des Verstärkungsmateriäls zurück zur Tragkonstruktion des Reibsystems genannt. Das im Reibmaterial der Reibfläche enthaltene Verstärkungsmaterial ergibt keine angemessere Verstärkung des Reibmaterials nahe der Tragkonstruktion des Reibsystems.

In manchen Fällen ist das Verstärkungsmaterial in einheitliche Schichten oder verstreuten Stellen untergebracht, um die Verstärkung parallel zur Reibfläche des ganzen Systems sicherzustellen. Die amerikanischen Patentschriften 587·493; 2.747.701; 3.34-5.734 und 3.390.750 beschreiben Systeme, bei denen das Verstärkungsmaterial parallel zur Reibfläche eingebracht oder zugesetzt ist. Ein horizontales Verstärkungsmaterial durch das ganze Reibmaterial hindurch ohne vertikale Verbindung ergibt jedoch einen geschichteten Verstärkungsmechanismus, der die ganze Tiefe des Reibmaterials nicht angemessen verstärkt.

Das Verstärken der Reibflächen des Reibsystems hat eine senkrechte Richtung zur Reibfläche angenommen. Die amerikanische Patentschrift 374.427 zeigt diese Verstärkung, die durch die Verwendung von weichen in das Reibmaterial aus Gußeisen eingebettete Metallstangen erreicht wird. Es besteht dort zwischen den einzelnen Stangen im Reibsyst^m keine Verbindung, die den Umfang verbundener Verstärkung ernsthaft einschränkt. In gleicher Weise beschreibt die amerikanische Patentschrift 1.557.668 die Verwendung dünner Unterteilungen als vertikale Glieder, die die Zusammensetzung während der Herstellung des Systems auftrennen.

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Die vertikale Unterteilungen werden nach der ersten Ausbildung der Zusammensetzung mit dem Reibmaterial abgenommen. Ihre Anwesenheit ist zum Trennen einzelner Zusammensetzformeln für das Reibmaterial während der Herstellung notwendig; Das vertikale Verstärkungsmaterial im Reibmaterial nach den beiden Patentschriften ergibt keine angemessere Verstärkung über die Breite des Reibmaterials.

Die amerikanische Patentschrift 199·161 beschreibt ein System, durch das das Reibmaterial in ein Gestell aus einem Material mit weniger erwünschten Reibcharakteristiken eingebettet ist. ßurch dieses Einbetten wird das Reibmaterial durch die Ausbildung des Gestells festgehalten. Das Einbringen des Reibmaterials in ein Gestell ergibt einen Außenträger, liefert aber keine Innenverstärkung.

Die amerikanische Patentschrift 3.534.464 beschreibt das Material des Gestells, das in den zur Reibfläche umgekehrten Napf hineingeht. Dieses zusätzliche Rahmenwerk im Napf gibt dem Reibsystem eine zusätzliche Verstärkung des Reibmaterials. Diese einen gerippten Aufbau enthaltende Verstärkung wird im Napf zur gleichen Zeit verschweißt, zu der die Reibflächen während des Zusammensetzens des ganzen Reibsystems gesintert werden. Die geschweißte Verbindung der gerippten Konstruktionen halten die Verstärkung, gegen die das Reibmaterial gesintert ist. Das Einbauen eines inneren geschweißten Rahmenwerks in das Gebiet, in sich dem das Reibmaterial befindet, kann das Reibmaterial angemessen verstärken, ohne daß es eine Reibkomponente selbst wird und dadurch Reibeigenschaften zeigt, die sich mit dem Reibmaterial selbst vertragen.

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Die amerikanische Patentschrift 3·391·763 beschreibt ein Reibsystem mit stangenförmigen Wärmeübertragungselementen an der Vorderseite des Reibsystems. Dieser Aufbau ergibt eine Ventilation der Wärmeübertragungselemente mit einem System von in der Vorderseite des Reibsystems eingebetteten Abstandshaltern. Die Verwendung von Wärmeübertragungselementen an der Vorderseite einer Reibfläche verstärkt jedoch das Reibmaterial an den Reibflächen nicht.

Außer dem Aushalten von Ausfällen, wie sie durch die Ergebnisse von zerstörenden Reibungskräften bedingt sind, muß das Reibsystem seinem Zweck dienen und einen guten Reibkontakt an seiner Oberfläche zum Angreifen an andere Flächen und zum Übertragen oder Verhindern von Kraft und mechanischem Moment ergeben. Das Anbringen von zuviel Verstärkungsmaterial, das nicht denselben Reibungskoeffizienten wie das Reibmaterial aufweist, zerreißt die vorteilhafte Ausbildung des Reibsystems, auch wenn die Dauerhaftigkeit des Systems verbessert wird. Das Verstärkungsmaterial ersetzt das Reibmaterial als die wirkliche Reibfläche und beeinflußt dadurch der nützlichen Gesamtreibausbildung.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Reibsystem anzugeben, durch das das ganze Reibmaterial in einer horizontalen und vertikalen Weise verstärkt wird. Das Verstärkungsmaterial verläuft hierbei durch die ganze Tiefe des Reibmaterials, das über seine ganze Länge und Breite verstärkt ist. Das Verstärkungsmaterial verhindert ein potentielles Aufspalten schwacher Mischungen der das Reibmaterial bildenden Stoffe undisoliert die Reibfläche in kleine Einheiten, um ein massives Aufspalten der Reibfläche zu verhindern.

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Das Reibmaterial kann auch durch ein Reibmaterial verstärkt werden, das eine auf der Außenseite des Systems geführte Sinterung verwendet. Die Tragkonstruktion des Systems besitzt eingeschnittene Gebiete, in die das verstärkte Reibmaterial aufgenommen werden kann. Das im Reibmaterial enthaltene Material verstärkt die Reibeigenschaften mehr als das Angreifen des Reibmaterials an die Tragkonstruktion, und besitzt zweckmäßig einen ähnlichen Reibungskoeffizienten wie das unverstärkte Reibsystem in bezug auf eine dritte Fläche und erzielt so günstige Reibeigenschaften. Schließlich ergibt das Verstärkungsmaterial ein Reibsystem mit geringerem Koeffizientenabfall, kühleren Temperaturen, geringerem Reibgewichtsverlust und einheitlicherer Abnutzung an den Reibflächen.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Bremsscheibe beschrieben, die folgende Teile enthält\

eine ringförmige Scheibe mit mehreren Einschnitten, mehrere Reibmodule, von denen jeder sich in einem der Einschnitte befindet und die ein Reibmaterial und ein Verstärkungsmaterial enthalten, und wobei das Reibmaterial und das Verstärkungsmaterial Oberflächen aufweisen, die von den Einschnitten der Ringscheibe frei sind. Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch: eine Bremsscheibe mit hohem Reibkoeffizienten und mit einer ringförmigen Scheibe mit mehreren Reibflächen, von denen jede ein Reibpolster besitzt, das eine Tiefe und eine Verstärkungseinrichtung enthält, die die Reibung der Bremsscheibe verbessert und durch die Tiefe der Reibflächen hindurchgeht, von denen jede einen Einschnitt aufweist, in den sich jedes Reibpolster befindet, wobei die Verstärkungseinrichtung im Reibpolster mit diesem praktisch verbunden ist, das wiederum mit der

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Ringscheibe verbunden ist. Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibenreif lache mit hohem Koeffizienten gelöst werden: Sintern eines Reibmaterials und eines Verstärkungsmaterials in einen Reibmodul, Einsetzen dieses Moduls in einen Einschnitt einer Ringscheibe, wobei die Form des Moduls der des Einschnitts entspricht, und Aufheizen des Reibmoduls und der Ringscheibe, wobei das Reibmaterial des Moduls mit dem Einschnitt in der Ringscheibe sintert.

Zum besseren Verständnis des Systems nach der Erfindung dienen die Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine Draufsicht des ganzen Systems in Form einer Bremsscheibe;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Reibmoduls;

Figur 3 ein Querschnitt des Reibmoduls an der Linie 3-3 der Figur 2;

Figur 4 ein Querschnitt des Reibsystems in Form eines Bremsscheibe an der Linie 4-4 der Figur 1; und

Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Reibmoduls.

Die Bremsschreibe 10 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 besteht aus einer ringförmigen Scheibe 11 mit mehreren Scheibennäpfen 12, die von ihrer Oberfläche abgehen (gestrichelt dargestellt), und mit mehreren Reibmodulen 14, die sich in den Scheibeneinschnitten befinden.

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Die Ringscheibe 11 und die Scheibennäpfe 12 können aus einem kräftigen Material bestehen, wie dies allgemein bekannt ist, um eine Tragkonstruktion für Reibsysteme z.B. aus Stahl zu erhalten. Die Ringscheibe 11 kann die Form eines Stators oder eines Rotors aufweisen. Beide Ausführungen werden bei einem üblichen Bremsschichtensystem für den Reibkontakt zwischen den Reibmodulen 14 von entweder Rotoren oder Statoren verwendet«.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Reibmoduls 14 aus einem Reibmaterial 22 und einem Verstärkungsmaterial 26. Die oberen Flächen der beiden Materialien 22 und 26 sind von den Scheibennäpfen 12 der Ringscheibe 11 aus frei. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Reibmaterial 22 aus einer sinterbaren Metallmischung, die vorzugsweise Pulver aus Kupfer, Eisen und anderen sinterbaren Metallen enthält und ausgezeichnete Reibeigenschaften besitzt, aber in einem Reibsystem leicht aufspultet, wenn dieses nicht durch ein anderes Material verstärkt ist.

Das Verstärkungsmaterial 26 wird aus einem reinem Metall oder einer Legierung hergestellt, die Reibkoeffizienten besitzt, die denen des Reibmaterials 22 ähnlich sind, um diese Materialien zum Kleinhalten schädlicher Wirkungen vereinbar zu machen, die während des Gebrauchs durch thermische Ausdehnung bedingt sind. Vorzugsweise enthält die Legierung Kupfer und andere kupfrige Metalle, die sich mit den sinterbaren Komponenten des Reibmaterials 22 vertragen. Eine weitere Verträglichkeit kann durch Flattieren einer Legierung mit einem reinen Metall z.B. Kupfer erreicht werden. Das Verstärkungsmaterial 26 ergibt nicht nur eine mechanische Verstärkung des Reibmaterials 22,

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sondern hat auah keinen schädlichen Einfluß auf die Verschleißfestigkeit, wie sie durch unverträgliche Berührungsflächen bedingt ist.

Der Reibmodul 14- kann durch Sintern des Verstärkungsmaterials 26 auf das Reibmaterial 22 außerhalb der Ringscheibe in einer Form mit praktisch derselben Form als Napf 12 hergestellt werden. Auch kann der ganze Sintervorgang in den Scheibennäpfen 12 durchgeführt werden. Figur 3 zeigt das Verstärkungsmaterial 26, das praktisch durch die Tiefe des Reibmaterials 22 hindurchgeht. Das Verstärkungs- und das Reibmaterial 26, bzw. 22 nach Figur 2 verlaufen in Richtung von Länge und Breite des Reibmaterials. Der Reibmodul 14· besteht deshalb aus einer Gitterkonstruktion des Verstärkungsmaterials, um das das Reibmaterial 22 herum gesintert ist. Wie allgemein bekannt, bildet das Sintern einer Mischung aus Metallpulvern eine homogene Masse ohne Schmelzen der einzelnen Pulverteilchen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt das Sintern des Heizmaterials 22 entweder im Napf 12 oder in einer Modulform bei einem Temperatur von 84-5° bis 890⁰C, wobei 870⁰C die bevorzugte Temperatur ist. Eine erheblich höhere Temperatur als diese Sintertemperatur würde dicht am Schmelzpunkt liegen und ein Verschweißen des kupfernen Reibmaterials 22 und des kupfernen Verstärkungsmaterials 26 bewirken, wodurch die Kupferteilchen und das Kupfermetall eine ganze Masse bilden, die die Reibeigenschaften des Reibmoduls 14- schädlich beeinflußt.

Wenn der Reibmodul 14· außen angeformt worden ist, kann er in den Scheibennapf 12 der Scheibe 11 eingesetzt wer den. Der Napf 12 wird auf eine Sintertemperatur von 1000° bis 103O⁰C erhitzt, wobei die bevorzugte Temperatur bei

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⁰G liegt und das Reibmaterial 22 in die Innenflächen 16 des Scheibennapfes 12 sintern kann. Die Näpfe 12 mit den Modulen 14 werden dann an der Ringscheibe 11 auf bekannte Weise (in Figur 4 nicht dargestellt) angebracht.

Wenn die Ringscheibe aus Stahl oder einer anderen Legierung besteht, die sich mit den Mischungen des Reibmaterials nicht verträgt, erfolgt das unmittelbare Ausbilden einer Zwischenschicht 18 an den Innenflächen 16 des Scheibeneinschnitts 12. Es erfolgt ein Kupferplattieren, durch die eine Kupferplattierung von etwa 0,005 m Dicke auf die Innenflächen 16 des Napfes 12 aufgebracht wird. Die geringe Dicke der Zwischenschicht 18 verhindert einen Querschnitt nach Figur 14. Bei auf die Innenfläche 16 des Napfes 12 aufplattierter Zwischenschicht 18 erfolgt ein weiteres Sintern des Reibmaterials 22 auf die Zwischenschicht 18. Die bevorzugten Sintertemperaturen liegen weit unter der Temperatur, durch die die Metallpulverteilchen schmelzen und sich zusammenballen können. Grundsätzlich soll ein Schmelzen von Metallteilchen des Verstärkungsmaterials 26 verhindert werden, das sonst die angesammelte Natur des Reibmaterials 22 auseinanderreißen würde.

Als Verstärkungsmaterialien werden mit Wahrscheinlichkeit Kupfer und Stahl gewählt. Das Testen dieser Materialien wie das Verstärkungsmaterial 26 bestätigt, daß ein Kupferverstärkungsmaterial 26 bevorzugt wird, was viele unerwartete günstige Eigenschaften beweisen, die die Reibung synergistisch verbessern. Sowohl Dauerhaftigkeit als auch zurückgewiesenes Abnahmeprüfen haben stattgefunden. Die Grundlinie ist ein Reibmaterial 22 ohne Verstärkung. Tests an kupfer- und stahlverstärkten Reibmodule 14 waren identisch. Alle Bedingungen sind konstant.

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	ι	Ausbildung der verstärkten	Mischung	TABELLE I	.000068	Test 2 (Kupferle gierung)	stahlverstärkt	.0000082	NJ CD
	03	Test	Kontrolle		.00011	87		.00002	CD
				unter Haltbarkeitsbedingungen	.00008	.OOCO3I6	82	.00001
	Härte _a	82	kupferverstärkt	.139	.0009	.089
	Drehscheibenverschleiß 2 -^	.000061	Test 1 (metallisches Kupfer)	.0029	.0002	.0441
	Festscheibenverschleiß ^jS	.00017	85	.0020	.1958	.027
	Druckplattenverschleiß Ρή cö	.00008	.311	.0256	.238
	Drehscheiben-WT-Verlust	.150	.002	.0035	.085
	Festscheiben-WT-Verlust	.015	480	.298	1102
	Stop 5-Koeffizient	.009	15.6	.O34	15.7
O c*>	Koeffizientenabfall	.347	.370 617 1.06	591	.157 618
ο ο	Bremsdruck	.064	1.79	18.68	2.90
"	Stopzeit	485	942	.304 630 .r. 28	989
	Koeffizient	16.0		1.95
ο OO	Drehmoment Drehmomentspitzenverhältnis min.	.362 562		1104
cn IO	Drehmomentspitzenverhältnis max.	1.98
	Temperaturanstieg d. Fest scheibe	1024

Aus der Tabelle I ist für die beiden Tests des kupferverstärkten Reibmoduls 14 im Vergleich mit der Steuerung ein ähnlicher Reibkoeffizient zu erkennen, der mit Verbesserungen wie einem geringeren Koeffizientenabfall, einer insgesamt kälteren Bremse, eine gleichmäßigeren Bremsenabnutzung und einem Geringerem Gewichtsverlust von stationärer Scheibe und Druckplatte erreicht wird.

Im Vergleich hierzu ergab ein Stahlverstärkungsmaterial 26 des Reibmoduls 14 einen wesentlich niedrigerer Reibkoeffizienten, einen höheren Verschleiß an der stationären Scheibe und der Druckplatte und einen höheren Koeffizientenabfall.

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TABELLE II

Ausbildung; d. verstärkten Mischung unter Bedingungen zurückgewiesener Abnahme Test Kontrolle kupferverstärkt stahlverstärkt

Test 1 Test 2

(0,37 mm Streifen) (Q79 mm Ring)

O IS» CO

Härte

Bremsdruck

Stopzeit

Koeffizient

Drehmoment

Drehmomentspitze

Stapel-WT-Verlust

Temperaturanstieg Fest

Stopstrecke (Umkhr)

Bremsverschmelzung nach zurückgewiesener Abnahme

70
1155

16.4 .212 860 1402 .65
1825 460

Ja

1175 17.3 'J197 900 1597 .9258 1640

Nein

	84	1
1190	1185	I
16.6	15.2
203	.222
950	950
1485	1802
566	.7496
1590	1750
460	430

Nein

Ja

O I

Nach Tabelle II ergibt das Kupferverstärkungsmaterial 26 im wesentlichen ähnliche Reibcharakteristiken im Vergleich mit der Kontrolle, wenn zurückgewiesene Abnahme untergeht. Die günstigste Eigenschaft ist Jedoch, daß das Kupferverstärkungsmaterial 26 im Reibmodul 14 die Gesamttemperatur des Moduls herabsetzt. Abweichend von dem bei der Kontrolle gefundenen gab es nach dem RTO-Test kein Verschmelzen im kupferverstärkten Reibmodul 14. Vergleichen mit der Kupferverstärkung ergibt das Stahlverstärkungsmaterial 26 im Reibmodul 14 einen im wesentlichen ähnlichen Reibkoeffizienten wie die Kontrolle, aber die zusätzliche Verstärkung von Stahl zeigte eine höhere Torionsmomentspitze und einen höheren Stapelgewichtsverlust. Der Reibmodul war kälter als bei der Kontrolle, aber noch wärmer als die Temperatur des kupferverstärkten Reibmodule 14. Außerdem verschmolz der stahlverstärkte Reibmodul nach dem RTO wie bei der Kontrolle.

Die bedeutendste Eigenschaft im Vergleich mit den Tabellen I und II ist der Reibkoeffizient, der in der Steuerung viel größer ist als er durch die Stahlverstärkung nach Tabelle II erhalten wird, ist aber praktisch gleich dem für die Kupferverstärkung. Die Verbesserungen der Reibeigenschaften ohne schädlichen Einfluß auf den Reibkoeffizientenwert ist eine unerwartete und erwünschte Eigenschaft, die durch die Kupferverstärkung erzielt wird. Deshalb ergibt eich eine Dauerhaftigkeit der Ausführung einer Bremsscheibe unter erschwerten Umständen, vorzugsweise durch die Verwendung eines Kupferverstärkungsreibmoduls 14 besser als eines Stahlverstärkungsgegenstücks. Dies ergibt sich weiter aus einer Prüfung des Temperaturanstiegs für die beiden Tabellen I und II der einzelnen getesteten Konstruktionen. In beiden Tabellen zeigte der

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kupferverstärkte Modul 14 einen unerwarteten bedeutend niedrigeren Temperaturanstieg als andere Konstruktionen. Die Kombination des verbesserten Reibkoeffizienten während des Haltbarkeitstests und der Wärmeabgabe unter allen Verwendungen ermöglicht es, daß das Kupferverstärkungsmaterial 26 mit dem Reibmaterial sich besser verträgt als Stahl, so daß ein Reibmodul 14 mit unerwartet verbesserten Ausfiihrungscharakteristiken erhalten wird. Die Reibungsverträglichkeit von kupferverstärktem Material 26 mit dem Reibmaterial 22 liefert Synergistisehe Ergebnisses mit der erhaltenen hohen Verstärkung.

Nach dem Aufbau werden die oberen Flächen 23 und 27 beider Materialien 22 und 26 mit dem Scheibennapf 12 ausgerichtet, um an andere Reibflächen anzugreifen. Nach den Tests in den Tabellen I und II verbessert die Verwendung von Kupfer als Verstärkungsmaterial 26 den Reibkoeffizienten für die Flächen der Reibmodule 14 erheblich. Durch Führen des Verstärkungsmaterials 26 durch des ganzen Volumens des R^ibmoduls 14 wird ein Aufspalten oder ein anderes physikalisches Beschädigen an einem beliebigen Punkt im Reibmaterial 22 verhindert.

Die Form des Verstärkungsmaterials 22 kann jede Form, beispielsweise eine Gitterform wie nach Figur 2 annehmen. Außerdem kann eine Bienenwabenwirkung von Zylindern, angeordnet werden, die durch die Tiefe des Reibmoduls 14 hindurchgehen und an ihrem gekrümmten Flächen aneinanderstoßen (Figur 5)· Die Gitter- oder Bienenwabenform nach den Figuren 2 und 5 können durch Ersatz einer Konstruktion ver stärkenden Materials 26 durch die ganze Tiefe, Breite und Länge des Reibmoduls 14 hindurch ohne Abweichen vom Umfang

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der Erfindung abgeändert werden. Vorzugsweise wird die Reibung verbessert, wenn das Verstärkungsmaterial 26 etwa 7 bis 12 % der Fläche und 11 bis 19% des Volumens des Moduls 14 einnimmt. Das Verstärkungsmaterial 26 ergibt, wie bereits erwähnt, eine bessere mechanische Ver-' Stärkung, die sich mit der Reibverstärkung verträgt. Deshalb ist eine Konstruktion, die diese Aufgabe fast oder vollständig durch das Volumen des Reibmoduls 14 löst, beschrieben worden.

Es ist auf die Vielzahl der Schutzrechte hingewiesen worden, die sich auf die Art des Verstärkungsmechanismus des Reibmaterials gegen die Tragkonstruktion des Reibsystems beziehen. Der Träger zwischen dem Reibmodul 14 und den Innenflächen 16 mit der Zwischenschicht 18 wird durch Sintern des Reibmaterials 22 auf die Zwischenschicht erreicht. Die innere Ganzheit des Reibmoduls 14 wird vom Verstärkungsmaterial 26 praktisch durch das ganze Volumen des Reibmateriala 22 hindurch beibehalten.

Während zu erkennen ist, daß das beste, bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Kupferverstärkung eines Reibmoduls beschrieben worden ist. Jedoch sind Abänderungen dieses Beispiele zum Erhalten einer ähnlichen Konstruktion möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche

(1.JBremsscheibe für Fahrzeugbremsen mit einer ringförmigen Scheibe,dadurch gekennzeichnet, daß in die Scheibe (11) mehrere napfformige Vertiefungen (12) eingearbeitet sind, in denen sich je ein Reibmudul (14) befindet, der aus einem Reibmaterial (22) und einem Verstärkungsmaterial (26) besteht, und daß Materialien (22,26) diese mit ihren Oberflächen aus den Scheibennäpfen (12) nach außen weisen.
2. Scheibe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Reibmaterials (22) praktisch gleich der Tiefe des Verstärkungsmaterials (26) ist.

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■ Zweigstelle (§ 28 PtO) TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: München: 1 ■ 858 44 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AQ. W MEISSNER, BLN-W St. ANNASTR. 11 INVEN d BERLIN 030/891 60 37 BERLIN 31 123 82 -109 SOOO MÖNCHEN 23 030/882 23 S3 8885718000 TEL: 084/22 33 4*
3. Scheibe nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmaterial (22) eine gesinterte Kupfermischung und das Verstärkungsmaterial (26) eine Kupferlegierung enthält.
4. Scheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) Stahl enthält.
5. Scheibe nach Anspruch 4,dadurch geke η η zeichnet, daß jeder Scheibennapf (12) eine Zwischenschicht (18) aus einer Kupferlegierung enthält.
6. Scheibe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) eine Zwischenfläche aus einer Kupfer-Stahllegierung enthält, die zwischen jedem Napf (12) und jeder Zwischenschicht (18) liegt.
7. Scheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) eine Zwischenfläche aus einer Mischung aus einer Kupferlegierung und gesintertem Kupfer enthält, die sich zwischen jeder Napfzwischenschicht (18) und dem Reibmaterial (22) befindet.
8. Scheibe nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) zwischen der gesinterten Kupfermischung des Reibmaterials (22) und der Kupferlegierung des Verstärkungsmaterials (26) eine gesinterte Zwischenfläche besitzt.

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9. Scheibe nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlegierung des Verstärkungsmaterials (26) reines Kupfer enthält.
10. Scheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) ein Rotor ist.
11. Scheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11)
ein Stator ist.
12. Scheibe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) mehrere Reibflächen (23,27) aufweist, von denen jede ein Reibpolster aufweist, das
eine Verstärkungseinrichtung zum Verbessern der Reibung der Bremsscheibe (10) besitzt, die praktisch durch die Tiefe der Reibfläche hindurchgeht, daß jede Reibfläche einen Napf (12) besitzt, in dem sich das Reibpolster befindet und daß die Verstärkungseinrichtung

im Reibpolster mit dieser und diese wiederum mit dem
Napf (12) verbunden ist.
13. Scheibe nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtung eine Kupferlegierung enthält.
14-. Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibenfläche mit hohem Koeffizienten gekennzeichnet
durch Ansammeln von Reibmaterial (22), Verstärkungsmaterial (26) und einer Näpfe (12) aufweisenden ringförmigen Scheibe (11), Sintern des Reibmaterials (22) und des Verstärkungsmaterials ^26) in einem Reibmodul

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Einsetzen des Reibmoduls (14) in den Napf (12) der ringförmigen Scheibe (11), wobei der Reibmodul eine der Form des Napfes gleichwertige Form besitzt, und Erhitzen des Moduls (14) und der ringförmigen Scheibe (11), wobei das Reibmaterial des Moduls mit dem Napf der ringförmigen Scheibe sintert.
15· Scheibe, die nach dem Verfahren nach Anspruch 14 hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Verstärkungsmaterials (26) praktisch gleich der des Reibmaterials (22) ist.
16. Scheibe nach Anspruch 15,dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmaterial (22) eine Mischung aus gesintertem Kupfer und das Verstärkungsmaterial (26) eine Kupferlegierung enthält.
17· Scheibe nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet, daß der Napf (12) der ringförmigen Scheibe (11) Stahl enthält.
18. Scheibe nach Anspruch 17,dadurch gekennzeichnet, daß der Napf (12) eine Zwischenschicht (18) aus einer Kupferlegierung enthält.
19. Scheibe nach Anspruch 18,dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) eine Zwischenschicht (18) aus einer Kupferlegierung enthält, die zwischen jedem Napf (12) und jeder Napfzwischenschicht (18) liegt.
20. Scheibe nach Anspruch 19«dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) eine

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Zwischenfläche aus einer Mischung aus einer Kupferlegierung und gesintertem. Kupfer besitzt, die sich zwischen jeder Einschnittzwischenschicht und dem Reibmaterial (22) befindet.
21. Scheibe nach Anspruch 20,dadurch g e kennze lehnet, daß die ringförmige Scheibe (11) eine gesinterte Zwischenfläche zwischen der Mischung aus gesintertem Kupfer des Reibmaterials (22) und der Kupferlegierung des Verstärkungsmaterials (26) besitzt.
22. Scheibe nach Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlegierung des Verstärkungsmaterials (26) reines Kupfer enthält.
23. Scheibe nach Anspruch 20,dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) ein Rotor ist.
24. Scheibe nach Anspruch 20,dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Scheibe (11) ein Stator ist.
25. Scheibe nach Anspruch 20,dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung bei einer Temperatur von 84-5° bis 890⁰C erfolgt.
26. Scheibe nach Anspruch 25,dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung bei einer Temperatur von etwa 870⁰C erfolgt.

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27. Scheibe nach Anspruch 20,dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen bei einer Temperatur von 1000° bis 103O⁰C erfolgt.
28. Scheibe nach Anspruch 2?, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Erhitzen bei etwa 1015⁰C erfolgt.

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