DE650070C - Bremsbelag - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremswerkstoff, insbesondere auf einen solchen, wie er als Belag für die Bremsen bei Motorfahrzeugen u. dgl. benutzt wird.
Die Gewebe- und Metallbremsbeläge, die bisher bei Motorfahrzeugen angewendet wurden, haben unerwünschte Eigenschaften. Wenn z. B. Gewebebeläge durch lange Benutzungsdauer auf hohe Temperaturen erhitzt werden, so verbrennen sie häufig. Bei derartigen Temperaturen ist auch die Bremswirkung gering. Außerdem wird die Reibung der Gewebebeläge durch Öl und Wasser beeinträchtigt.
Die bisher benutzten Metallbremsbeläge haben entweder eine zu starke Abnutzung oder eine zu geringe Reibung besonders in der Wärme, -oder sie fressen zu leicht die Bremstrommel an.

Die Erfindung besteht darin, daß ein metallischer Bremswerkstoff verwendet wird, der verhältnismäßig billig, zäh und verschleißfest ist, nicht die Trommel anfrißt, eine verhältnismäßig konstante Reibungszahl besitzt und durch die Anwesenheit von öl, Fett oder Wasser in seiner Bremswirkung wenig beeinträchtigt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Abb. ι zeigt in Perspektive einen Teil eines Bremsbelages mit dem zugehörigen Tf agschuh.

Abb. 2 zeigt einen Längsschnitt, um die Befestigung des Bremsbelages auf dem Tragschuh zu veranschaulichen.

Abb. 3 zeigt eine andere Art der Befestigung.

Bei dem Bremswerkstoff gemäß der Erfindung können die Prozentsätze der verschiedenen Zusätze sehr verschieden sein. Als Werkstoff wird eine an sich bekannte Kupferlegierung benutzt, die 70 bis 85 % Kupfer und 6 bis 15 % Blei) ² bis ^Io °/o Zinn, ο bis 3 °/o Zink enthält, der aber 1 bis 4 °/o Nickel und ι bis 4 °/₀ Silicium zugesetzt sind. Ein sehr gutes Ergebnis erhält man mit einem Bleigehalt zwischen 8 bis 12 °/₀, einem Zinngehalt zwischen 3 bis 9 °/₀, einem Nickel- und Siliciumgehalt je zwischen 2 und 3 % und einem Zinkgehalt von ungefähr 2 %· Eine Verunreinigung an Eisen bis zu ι °/o iⁿ der Legierung ist unschädlich. Läßt man Nickel und Silicium weg, so ist ein

Zusatz von ο,ΐ bis 1,5 % Mangan zweckmäßig. Jedoch ist eine solche Legierung trotz hoher Güte nicht so verschleißfest wie die Legierung mit Nickel und Silicium. Aluminium wirkt ähnlich wie Mangan. Zweckmäßig wählt man den Anteil an Blei, Zinn und Zink in der Legierung im Verhältnis ihrer Atomgewichte. Z. B. gibt eine Kupferlegierung mit Blei, Zinn und Zink, wobei die Zusätze im Verhältnis ihrer Atomgewichte stehen, also wie 207:119:65, einen nicht fressenden und verschleißfesten Werkstoff, der auch bei lang dauernder Bremsung und hoher Bremstemperatur seine Reibung nur wenig ändert. Die Zugabe von Nickel und Silicium erhöht noch die guten Bremseigenschaften bei kaltem Zustand der Bremsteile. Die Legierung wird ■unmittelbar vor dem Guß in bekannter Weise mit Phosphor desoxydiert; der Phosphor verbessert auch den Fluß und verfeinert das Korn der Legierung.

Es ist vorteilhaft, den gegossenen Bremsbelag auf eine Temperatur zu erhitzen, die etliche hundert Grad beträgt, um die Kristalle zu homogenisieren und die Festigkeit zu erhöhen. Die Erhitzungstemperatur kann z. B. 500 bis 8oo° C betragen und wird bei 6oo° C ungefähr 8 Stunden, bei 700⁰ C ungefähr 2 Stunden aufrechterhalten. Danach läßt man den Bremsbelag ohne abzuschrecken auf Raumtemperatur erkalten. Während der ■ Wärmebehandlung benutzt man vorzugsweise eine neutrale oder reduzierende Atmosphäre, wie z. B. Kohlenoxyd. Wasserstoff ist nicht so gut, weil die Legierung in einer Wasserstoffätmosphäre wächst.

. Die Legierung hat gegossen gewöhnlich eine Brinellhärte von 100 kg/mm², aber wenn sie bis ungefähr 8oo° C oder mehr warm behandelt wird, kann die Brinellhärte I3okg/mm² betragen. Wenn der Brems werkstoff jedoch so hart ist, nutzt er sich schnell ab. Wird die Legierung nur zwischen 6oo° C und 700⁰ C warm behandelt, dann liegt die Brinellhärte zwischen 80 und 100 kg/mm², und die Abnutzung ist geringer. .

Nachdem der Bremsbelag 1 nach Abb. 1 auf den Tragschuh 2 aufmontiert ist, ist es vorteilhaft, die arbeitende Fläche mit einer Mischung aus flüssigem Lack mit Polierrot (Eisenoxyd) zu bestreichen. Ein so bestrichener Bremsbelag wird beim Bremsen schnell poliert. Hierdurch ist für den Bremsbelag und für die damit arbeitende Bremstrommel die Gefahr des Fressens vermindert. Man kann außer dem Bremsbelag auch die Bremstrommel mit dem Poliermittel bestreichen.

An Stelle eines aus Lack und Polierrot bestehenden Anstriches können auch andere Poliermittel, z. B. Tonerde, verwendet werden, die so fein sind, daß sie nicht die Trommel zerkratzen. Das Poliermittel kann mit Leinöl, Glycerin, Rizinusöl, Terpentin oder einem anderen Streichmittel statt Lack angerührt werden. Es können auch einige der obigen Flüssigkeiten ohne Zusatz von Polierrot oder sonstigen Metalloxyden nach Bedarf aufgetragen werden, jedoch geht dann die Reibung vorübergehend zurück, bis sich die Politur wieder erneuert hat. .

Die durch den verbesserten Bremsbelag erreichte Reibungszahl beträgt ungefähr 0,6 und bleibt ziemlich konstant bis zu 500⁰ C und darüber, steigt sogar etwas bei höheren Temperaturen.

Falls man einen Bremswerkstoff benötigt, der eine höhere Reibungszahl als 0,6 hat, so kann dies erreicht werden, wenn man die Legierung sintert statt zusammenschmilzt. Zum Sintern werden die gepulverten Bestandteile der Legierung mit einer geringen Menge von z. B. bis zu 6 % Borsäure und ungefähr S °/o Wasser vermischt. Ein Teil des Zinns wird in Form von Zinnoxyd zugegeben, und zwar ungefähr 4 %· Die gemischten Zusätze werden in eine geeignete Form gepreßt und in einer Wasserstoff-, Leuchtgas- oder einer anderen geeigneten Atmosphäre bei einer Temperatur gesintert, die zwischen 550° C und einer Temperatur knapp unterhalb des Schmelzpunktes der Mischung liegt. Eine Sinterungsdauer von 15 Minuten bis zu 4 Stunden wurde im allgemeinen als günstig befunden. Der gelieferte Bremswerkstoff wird auf die fertige Dicke gewalzt und auf einem Schuh, wie in Abb. 1 beispielsweise gezeigt, befestigt. Jedoch kann der gepulverte Bremswerkstoff auch auf eine Unterlage 2 mit Nuten 3 gepreßt . werden, wie Abb, 2 zeigt, oder um Nieten 4 herumgepreßt werden, wie Abb. 3 zeigt. Alsdann beginnt die Sinterung. Der gesinterte Werkstoff erfordert weit mehr Aufwendung als der gegossene Werkstoff, besitzt aber alle wünschenswerten Eigenschaften des -gegossenen Werkstoffs und außerdem eine wesentlich" beständigere -Reibungszahl, die bis zu 0,9 betragen kann.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Bremsbelag, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Legierung mit 70 bis 85 % Kupfer, ο bis 3 % Zink, 6 bis 15 »/0 Blei, 2 bis 10 % Zinn, 1 bis 4 °/o Nickel und ι bis 4 °/o Silicium besteht.

2. Bremsbelag nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 70 bis 85 % Kupfer mit Zusätzen aus Blei, Zinn und Zink in ungefähren Atomgewichtsverhältnissen und je ι bis 4% Nickel und Silicium besteht.

3. Bremsbelag nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Nickel und

Silicium durch ο,ΐ bis 1,5 °/o Mangan und/oder Aluminium ersetzt sind.

4. Bremsbelag nach jedem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Guß bei einer Temperatur zwischen 500 bis 8oo° C geglüht wird.

5. Bremsbelag nach jedem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus gepulverten Ausgangsstoffen bei einer Temperatur zwischen 55 o° C und dem Schmelzpunkt der Mischung gesintert und gegebenenfalls nachgewalzt wird.

6. Bremsbelag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gepulverten Ausgangsstoffe der Legierung vor der Sinterung mit ungefähr 6 °/o Borsäure und ungefähr 5 °/o Wasser vermischt werden.

7. Bremsbelag nach jedem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß den gepulverten Bestandteilen der Legierung ein Teil des Zinns in Form von Zinnoxyd, etwa 4 °/₀, zugesetzt wird.

8. Bremsbelag nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gepulverten Bestandteile der Legierung auf eine Unterlage mit Nuten oder mit Nieten gepreßt und mit der Unterlage zusammen gesintert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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