(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐酸化性がブレーキディスク材料に比べて低下されたインジケータ部材（１１）がブレーキディスク（１）の摩擦面を起点として設けられていることを特徴とする、炭素繊維強化セラミックスから成るブレーキディスク（１）における全負荷表示装置。
【請求項２】
インジケータ部材（１１）が炭素材料から成っている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
インジケータ部材（１１）がピン形に形成されており且つブレーキディスクの孔（１０）に挿入されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
インジケータ部材（１１）が炭化ケイ素含有層を介してブレーキディスク（１）に結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素繊維強化セラミックスから成るブレーキディスクにおける全負荷表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなブレーキディスクは、ドイツ連邦共和国特許第４４３８４５５号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８３４５４２号明細書に基づき既に公知である。ドイツ連邦共和国特許第４４３８４５５号明細書には、多孔質の炭素体に液体ケイ素が浸透した摩擦ユニットの製作法が示されている。この場合、ケイ素は炭素と相俟って炭化ケイ素ＳｉＣに変化する。前記炭素体は、有利には炭素繊維体として構成されている。ホイールユニット（ここではブレーキディスク）が２つの半割部材から構成されている場合は、セラミック化する前に炭素体に切欠きを設けることができ、これらの切欠きは炭素体の組成に基づき、例えば冷却通路等の共通の中空室を形成するように互いに補足し合う。前掲のドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４３５４２号明細書にもやはり、強化繊維を含有するボディの製作法が開示されている。前掲のドイツ連邦共和国特許第４４３８４５５号明細書とは異なり、繊維、繊維束又は繊維凝集物が使用されており、ブレーキディスクに設けられた切欠きの領域の強化繊維が、前記切欠きの側縁部に対してほぼ平行に方向付けられているように位置調整される。
【０００３】
公知の繊維強化されたセラミック材料では、高い負荷に基づき損傷の意味で全負荷が進行するが、この場合、外部に対して損傷の特徴は可視化されない。特に、鉄材料から成る公知のブレーキディスクの場合のように、全負荷を材料剥離に基づき検出することは不可能である。材料剥離は、繊維強化セラミックス製のブレーキディスクの場合は数グラムにしかならない上に、ブレーキディスクの損傷に関するインジケータではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、炭素繊維強化セラミックスから成るブレーキディスク及び別の摩擦部材に使用可能な全負荷表示装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明では、耐酸化性がブレーキディスク材料に比べて低下されたインジケータ部材がブレーキディスクの摩擦面を起点として設けられているようにした。
【０００６】
【発明の効果】
本発明により、耐酸化性がブレーキディスク材料に比べて低下されたインジケータ部材を、ブレーキディスクの摩擦面を起点として設けることが提案される。この場合、本発明は冒頭で述べたブレーキディスク用の材料において、まず第１に炭素繊維の酸化による損傷が発生するという認識に基づいている。ブレーキディスク材料に比べて低下された耐酸化性に基づき、インジケータ部材はブレーキディスク材料よりも著しく早く摩耗するので、インジケータ部材の消滅は明確に認識可能であり且つブレーキディスクの全負荷に関する判断基準として利用されている。
【０００７】
本発明の有利な改良は、従属請求項に記載されている。
【０００８】
即ち、インジケータ部材を炭素材料から製作することが提案される。このような材料は、ブレーキライニングに使用されるような例えばグラファイト、炭素繊維から成るプレス加工品、炭素焼結材料又は有機結合剤であってよい。これらの材料に共通なのは炭素から成っているということなので、その酸化特性は温度に関連してブレーキディスクの炭素繊維の酸化特性と等しい。有機的な材料の場合は、まずこれらの材料が純粋な炭素から成っているのではないという特徴を有している。但し、制動動作に基づく最初の加熱の間に、前記材料はコルク化によって炭素に変化され、その酸化特性はやはり炭素繊維の酸化特性に等しい。
【０００９】
更に、インジケータ部材をピン形に形成し且つブレーキディスクの孔に挿入することが提案される。インジケータ部材のこの構成により、製作及びブレーキディスク内での配置が著しく簡単になる。それというのも、ピン若しくは孔は簡単且つ廉価に製作できるからである。前記配置形式は、既に孔の設けられたブレーキディスクにおいて特に有利である。このようなブレーキディスクでは、いずれにしろ存在する複数の孔の内の１つをインジケータ部材を収容するために使用することができる。
【００１０】
最後に、インジケータ部材を炭化ケイ素含有層を介してブレーキディスクに結合することが提案される。このことは、有利にはブレーキディスクをケイ化する前にインジケータ部材をブレーキディスクに挿入することによって行われる。この場合、ケイ化過程の間にインジケータ部材の縁部層が一緒にケイ化されるので、別の方法ステップ無しでブレーキディスクとインジケータ部材との間に結合層が生ぜしめられる。更に、インジケータ部材を炭素成形体に初めて挿入するのではなく、既にその前段階の未加工品に挿入し、この未加工品と一緒に炭素化することが可能である。特に有機的な材料から成るインジケータ部材では、この方法は有機的な材料をも炭素化し延いてはインジケータ部材の規定された状態を生ぜしめるために使用される。インジケータ部材の酸化に好適な腐食面を得るためには、ケイ化後のインジケータ部材から、場合によっては存在する、ブレーキディスクの摩擦面の領域に位置する炭化ケイ素層を除去するということが考慮される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１に示したブレーキディスク１はブレーキリング２を有しており、このブレーキリング２は固定部材４を介してポット３に結合されている。ブレーキリング２は、製作過程において互いに分離不能に結合される２つの半割部材５，６から製作されている。ブレーキリング２は内部通気式で構成されており且つ摩擦ディスク８，９間に複数の冷却通路７を有している。前記摩擦ディスク８，９の外側にはブレーキディスク１の摩擦面が形成されている。摩擦ディスク８，９の冷却通路７の領域には、それぞれ摩擦ディスク８，９を完全に貫通している複数の孔１０が設けられている。
【００１３】
図２には、摩擦ディスク８，９の内の一方の摩擦面の一部が示されている。孔１０の内の１つにはピン形のインジケータ部材１１が配置されている。このインジケータ部材１１はピン形に形成されており且つ外径が孔１０の直径と等しくなるように設計されている。
【００１４】
図３において認識できるように、インジケータ部材１１は両摩擦ディスク８，９を貫通しているので、当該インジケータ部材１１の一部は冷却通路７内で露出している。
【００１５】
更に、図４に示したブレーキディスク１の横断面図には、ブレーキディスク１内部のインジケータ部材の位置が示されている。このインジケータ部材（ここではグラファイトピン）は図３に示した構成に比べて、摩擦ディスク８，９以外の材料量を削減するために、冷却通路７の領域に位置する中央域１２が旋削加工されているという特徴を有している。
【００１６】
図５にはインジケータ部材１１の損傷経過延いてはブレーキディスク１の全負荷に関する表示装置としてのインジケータ部材の機能が示されている。図５ａには、新しい状態の摩擦ディスク８の領域のインジケータ部材１１の部分断面図が示されている。図５ｂでは、インジケータ部材１１が第１の消滅域１２を有しているということが認識される。これらの消滅域１２はブレーキディスク１の圧縮空気放出後に良好に認識することができ、例えば検出ニードルによって測定可能である。図５ｃには損傷の進行した状態のインジケータ部材１１が示されている。今や消滅域１２は孔１０の大部分を占めている。最後に、図５ｄではインジケータ部材１１が完全に消滅するまでブレーキディスク１の全負荷が進行している。
【００１７】
この実施例では、図５ｄに示したような完全な消滅が、ブレーキディスク１が許容し得る全負荷に到達して交換されるべきであるということのサインであるように、インジケータ部材１１が設計されている。この場合、許容し得る全負荷は、ブレーキディスクを一時的に引き続き負荷しても、当該ブレーキディスク１の不作動は考慮されないように選択される。
【００１８】
インジケータ部材１１は択一的に、消滅部１２の規定された深さが許容し得る全負荷の到達を示すように設計することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】炭素繊維強化セラミックスから成るブレーキディスクを示した図である。
【図２】ブレーキディスクに設けられたインジケータ部材の詳細図である。
【図３】インジケータ部材を備えたブレーキディスクの側面図である。
【図４】インジケータ部材を備えたブレーキディスクの部分横断面図である。
【図５】インジケータ部材の損傷経過を示した図である。
【符号の説明】
１  ブレーキディスク、  ２  ブレーキリング、  ３  ポット、  ４  固定部材、  ５，６  半割部材、  ７  冷却通路、  ８，９  摩擦ディスク、  １０  孔、  １１  インジケータ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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