CN109538664A - 制动盘和用于制造制动盘的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的出发点为一种制动盘，所述制动盘具有至少一个由基体构成的摩擦环、至少一个位于摩擦环中的孔和/或槽。此外，制动盘具有至少一个涂层，所述涂层施加到摩擦环的至少部分上。在此，涂层包括在孔和/或槽至摩擦环之间的过渡的至少部分。本发明的核心在于，将在孔和/或槽至摩擦环之间的过渡的至少部分倒圆地实施或者平坦倒角地实施。此外，本发明也涉及一种用于制造根据本发明的制动盘的方法。

Description

制动盘和用于制造制动盘的方法
技术领域
本发明涉及具有独立表述的权利要求的特征的制动盘或者用于制造制动盘的方法。
背景技术
制动盘的任务在于：在车辆减速时将制动力矩传递到轴上，以及，暂时以热量的形式缓存（zwischenspeichern）在制动时产生的动能，并且，随后经由传导、辐射和对流再释放出去。
传统的制动盘通常由耐温的灰铸铁来制造。通过以下方式来制造耐磨的制动盘：使用非常昂贵的全陶瓷-制动盘，或者，借助于HVOF(超音速火焰喷涂)-工艺将硬金属层喷射到灰铸铁(GG)-盘上,所述硬金属层由碳化钨(WC)制成。为此，使用基于WC的粉末，这导致高的耐磨强度。这种制动盘能够从DE 10 2011 087 136 Al中获悉。
此外，制动盘部分地在轴向上被打孔，或者，设有缝或者槽。制动磨损物（Bremsabrieb）和在下雨时落在所述盘上的水应当因而被收集到槽中，并且，通过离心力沿着槽被向外导出。因此，这些措施能够改善在潮湿条件下的响应行为。此外，在制动盘中的孔能够增加散热。耐磨的制动盘能够制成具有穿孔或者具有槽，所述穿孔被穿透或者被实施为盲孔或者清理孔。
此外，灰铸铁-制动盘在运行中也易于腐蚀，因此硬金属层由作为附着层和腐蚀层的、附加的镍层来实现。这种镍层应当尽可能均匀地并且尽可能广泛地进入到穿孔或者槽中，以避免所述层的子腐蚀（Unterkorrosion）。就穿孔或者槽的、有棱角的实施而言，这没有给出。
发明内容
本发明的出发点为一种制动盘，所述制动盘具有至少一个由基体构成的摩擦环以及至少一个位于摩擦环中的孔和/或槽。此外，制动盘具有至少一个涂层，将所述涂层施加到摩擦环的至少一部分上。在此，涂层包括在孔和/或槽至摩擦环之间的过渡的至少部分。
本发明的核心在于，将在孔和/或槽至摩擦环之间的过渡的至少部分倒圆地或者平坦倒角地实施。
通常，在工件边缘处的倾斜面被称为倒角。例如，锋利的边缘被倒角“破坏”。在此，倒角化（Anfasen）意味着制造这种倒角。在孔处，例如借助于埋头钻（Senker）来倒角。
由于边缘的、有棱角的设计，原始的穿孔或者槽是不合适的，因为在边缘处由于较高的应力而优选形成了裂纹（Risse），这导致所述层的剥落并且因而导致制动盘的失灵。现在，本发明具有这种优点：通过倒圆和/或平坦倒角的实施，避免了在边缘处的应力，并且因而避免了裂纹的产生以及与此相关的、在穿孔或者槽处的层剥离（Ablösung）。
在本发明的、有利的设计方案中设置了，在基体中倒圆地实施在孔和/或槽至摩擦环之间的过渡的至少部分。这意味着，不仅倒圆地和/或平坦倒角地实施所涂层的边缘，而且所述圆角（Rundungen）由到基体的、经倒圆的边缘上的涂层造成。由此，裂纹的产生并且因此在穿孔或者槽的边缘处的、相关的层剥离被特别有效地避免了。
在本发明的、另外的、有利的设计方案中，涂层直接被施加到基体上，而在可替代的设计方案中，借助至少一个中间层将涂层施加到所述基体上。
特别有利地，基体由灰铸铁制成。
此外，本发明涉及一种用于制造制动盘的方法，所述制动盘具有至少一个由基体构成的摩擦环，所述方法具有以下步骤：
- 将至少一个孔和/或槽引入到所述基体中，其中，在孔和/或槽和基体之间的过渡的区域中形成边缘，
- 直接或者借助于至少一个中间层地，对所述过渡的和所述基体的至少部分进行涂层，
本发明的核心在于，在涂层之前，至少部分地倒圆和/或平坦倒角所述边缘、尤其是所述基体的边缘。
本发明具有已经提到的优点：通过倒圆的实施，避免了在边缘处的应力，并且因而避免了裂纹的产生以及与此相关的、在穿孔或者槽处的层剥离。
有利地，磨削所涂层的基体。
尤其是设置了，均匀地进行涂层和/或磨削。
本发明的、另外的、有利的设计方案能够由从属权利要求和实施例中获悉。
附图说明
在下文中，参照附图来阐述本发明的实施例。附图示出：
图1示出根据现有技术的、打孔和所涂层的制动盘。
图2示出根据现有技术的灰铸铁-制动盘的穿孔的实施。
图3和4以在制动测试之后的横向薄片示出了根据现有技术在穿孔的区域中的制动盘。
图5示出了具有穿孔和槽的制动盘。
图6示出了穿孔和槽的实施例。
图7示出了穿过根据本发明所涂层的穿孔的薄片、该穿孔具有1.8mm的圆角。
图8示出了根据本发明的制造方法。
具体实施方式
在图1中所示出的制动盘1具有圆环盘状的制动环2和碗形的毂3，所述毂与制动环2一体并且同轴地构造。摩擦环形成实际的制动盘。制动盘1是内部通风的，它的制动环2是双壁的（doppelwandig）。制动环2的、外部的端面形成制动盘1的、圆环盘状的摩擦面4。摩擦面4是制动盘1的表面，在制动时将未示出的摩擦制动衬片压靠在所述表面上，以便通过摩擦来制动制动盘。将制动盘1打孔，也就是说，它具有孔5，所述孔贯穿制动环2。制动盘1由灰铸铁或者钢合金制成。
制动盘1的摩擦面4设有表面涂层，所述表面涂层提高了耐磨强度和耐腐蚀性。表面涂层能够是热粉末涂层，例如通过火焰或电弧喷涂来施加所述热粉末涂层。摩擦面4的表面涂层能够包括碳化物、尤其是金属碳化物、例如碳化铬或者碳化钨，所述碳化钨被引入到基质（Matrix）中、尤其是金属基质中，所述基质例如由镍或钴制成。摩擦面4的表面涂层能够是单层或者多层的，所述表面涂层提高了耐磨强度和耐腐蚀性。
图2示出根据现有技术的、具有灰铸铁-制动盘（阴影部分）的直径D0的孔或穿孔5的实施例。在此，孔能够被构造为朝向表面倾斜的，在图2中例如倾斜了60度。
图3和4以在制动测试之后的横向薄片示出了根据图2的、在穿孔的区域中的制动盘。在薄片图像的下部中，识别出由灰铸铁制成的基体301，所述基体设有在上部中所示出的涂层302。在此，箭头表示（未示出的）制动衬片相对于制动盘的运动，在附图中将所述制动盘示出在穿孔的区域中。
识别出，通过在制动衬片和制动盘之间的摩擦而在穿孔的边缘的区域中产生裂纹和表面涂层的剥落。
现在，本发明的任务在于：避免在边缘处的应力，并且因而避免裂纹的产生以及与此相关的、在穿孔或者槽处的层剥离。
图5示出了制动盘501，所述制动盘具有穿孔505（左侧部分）和槽506（右侧部分）。
图6示出具有灰铸铁-制动盘（阴影部分）的直径D1的孔/穿孔5的边缘的、根据本发明的实施。现在，与在图2中所示出的实施例相反，边缘是倒圆的。利用孔几何形状或者凹槽几何形状的、倒圆的实施，降低了在层中的应力。裂纹并且因而在穿孔处的层剥落被有效地消除。
在图6中所示出的穿孔能够被钻透，或者如槽那样能够被实施为埋头（angesenkte）的几何形状。能够借助于钻头或者铣刀来实施圆角。
可能的值为：
穿孔-孔直径或者槽宽度D1：0.5至15mm（标准：4mm）
在孔的出口处的圆角R1：0.2至10mm（标准：1.8mm）
在孔的顶部处的圆角R2：0.1至10mm（标准：1.0mm）
在摩擦面上的角度W1：1°至30°(标准：15°)
在孔中的角度W2：1°至45°(标准：20°)
在孔中的角度W3：50°至160°(标准：120°)
圆角R1：0.2至10mm（标准：1.5mm）
圆角R2：0.2至10mm，
盲孔的深度T2：0.2mm至完全钻通（标准：1.5至3.5mm）
现在，图7示出了在制动测试之后穿过根据本发明所涂层的穿孔的、具有利用1.8mm的圆角来倒圆的边缘的的薄片（Schliff）。如在图3和4中所示出的，在下部分中能够分别看到基体701，所述基体具有经倒圆的边缘。然后，在上部分中所示出的涂层702施加到这个基体上。
与图3和图4（没有倒圆的边缘）相反，在图7中识别出，在层中的应力减小并且因而避免了裂纹和剥落，在所述图中穿孔被具有圆角地实施在制动环表面上。
现在，参照附图应当阐述用于制造根据本发明的制动盘的方法。
在步骤801中，提供了在这种实施方式中实施为灰铸铁的基体。随后，在步骤802中，将具有倒圆的边缘的孔/穿孔和/或槽引入到制动盘中。然后，在步骤803中，必要时在基体的表面的、另外的加工步骤之后，将耐磨的涂层尽可能均匀地施加在表面上，所述表面与制动衬片接触。在基体和耐磨的涂层之间也能够设置有中间层。随后，在步骤804中，进一步磨削涂层。

Claims (8)

1.制动盘（501），具有
- 至少一个由基体（701）构成的摩擦环，
- 至少一个位于所述摩擦环中的孔（505）和/或槽（506），以及
- 至少一个涂层（702），所述涂层施加到所述摩擦环的至少部分上，其中，所述涂层包括在孔和/或槽至所述摩擦环之间的过渡的至少部分,
其特征在于，
将在孔（505）和/或槽（506）至所述摩擦环之间的过渡的所述至少部分倒圆和/或倒角地实施。
2.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，在所述基体中将在孔（505）和/或槽（506）至所述摩擦环之间的过渡的所述至少部分倒圆地实施。
3.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，所述涂层（702）直接施加到所述基体（701）上。
4.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，所述涂层（702）借助于至少一个中间层施加到所述基体（701）上。
5.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，所述基体（701）由灰铸铁制成。
6.用于制造制动盘的方法，所述制动盘具有至少一个由基体（701）构成的摩擦环，所述方法具有以下步骤：
- 将至少一个孔（505）和/或槽（506）引入到所述基体（701）中，其中，在孔（505）和/或槽（506）和基体（701）之间的过渡的区域中形成边缘，
- 直接或者借助于至少一个中间层地，对所述基体（701）的和所述过渡的至少部分进行涂层（702），
其特征在于，
- 在进行所述涂层之前，至少部分地倒圆和/或倒角处理所述边缘。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述倒圆之后，磨削所述涂层（702）。
8.根据权利要求6或者7所述的方法，其特征在于，均匀地进行所述涂层（702）和/或所述磨削。
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