DE10120326A1 - Bremstrommel und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Bremstrommel und Verfahren zu deren Herstellung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremstrommel mit einer Reibfläche, die mit einer metallischen, vorzugsweise nichtkeramischen Beschichtung versehen ist. Vorzugsweise wird die Spritzgußbeschichtung im Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzgußbeschichtungsverfahren ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremstrommel mit einer Reibfläche nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung nach dem Oberbegriff des An­ spruches 23.
Bremstrommeln sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Dabei besteht grundsätzlich stets der Bedarf nach einer weiteren Erhöhung der Verschleißresistenz der bekannten Bremstrommeln, wobei die Herstellkosten der Bremstrommeln wirt­ schaftlich vertretbar bleiben sollen.
Allerdings ist es nicht einfach möglich, die Verschleißresistenz der Bremstrommeln allein durch eine Erhöhung der Härte des Bremstrommelmaterials zu erhöhen, da die Bremstrommel nicht nur verschleißresistent sein soll sondern auch weiteren Randbe­ dingungen zu genügen hat.
Mit legierten Graugusssorten können die Anforderungen an die Wärmerißbeständig­ keit bei gleichzeitig guter Wärmeabfuhr und damit hoher Leistungsfähigkeit verbessert werden. Dennoch besteht der Bedarf nach einer nochmals deutlichen Erhöhung der Verschleißresistenz.
Eine derartige Erhöhung der Verschleißresistenz kann aber nicht einfach dadurch er­ reicht werden, daß die Härte des Graugusses durch Variation der Legierungszusätze erhöht wird, denn mit zunehmender Härte verschlechtern sich u. U. andere Eigen­ schaften wie die Neigung zur Rißbildung oder die Wärmeleitfähigkeit. Bei extremer Beanspruchung können auch Bremstrommeln mit verbesserter Gestaltung und Materi­ alauswahl noch eine unzulässige Wärmerißbildung aufweisen. Ein weiteres verblei­ bendes Problem beim Einsatz von Graugußwerkstoffen ist eine unter bestimmten Be­ triebsbedingungen auftretende Ungleichförmigkeit des Bremsmomentes (Bremsenrub­ beln).
Bremstrommelwerkstoffe müssen also sehr unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden, die z. T. gegensätzliche Werkstoffeigenschaften erfordern.
So dienen sie der Übertragung des Bremsmomentes. Hierzu sollten sie eine hohe Fes­ tigkeit, eine hohe Bruchdehnbarkeit und ein hohes E-Modul aufweisen.
Aufgrund der bei Bremsungen auftretenden Wärme sollten sie ferner eine hohe bzw. gute Wärmeabfuhr erlauben. Hierzu sollen sie eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen hohen Emissionsgrad aufweisen.
Zu fordern ist ferner eine hohe Wärmerißbeständigkeit. Hierzu sollten die Brems­ trommeln eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen E-Modul und eine niedrige Wärmedehnung aufweisen.
Wünschenswert ist ferner ein geringer Verschleiß der Bremstrommel. Hierzu sind eine hohe Härte, eine hohe Zähigkeit und eine hohe Oxidationsbeständigkeit vorteilhaft.
In Hinsicht auf möglichst gleichmäßige Reibeigenschaften wird ferner eine hohe Ho­ mogenität des Materials auch bei starker Wärmebeanspruchung sowie die Vermeidung von Wanddickenschwankungen durch ungleichen Verschleiß gefördert.
Wünschenswert sind ferner wie bei allen ungefederten Massen an der Fahrzeugachse ein möglichst niedriges Gewicht und möglichst niedrige Herstellkosten.
Graugüße mit Zusätzen sind bei relativ niedrigen Herstellkosten bereits gut verschleiß­ resistent auslegbar.
Wünschenswert wäre im Bereich der Nutzfahrzeuge, wo ein Bremstrommelwechsel relativ aufwendig sein kann, aber insbesondere eine weitere deutliche Erhöhung der Verschleißresistenz, vorzugsweise derart, daß während der Lebensdauer des Fahrzeuges auf einen Trommelwechsel verzichtet werden kann. In diesem Fall könnten sich durchaus auch die Bremstrommelkosten erhöhen, allerdings nur derart, daß gegenüber einem Bremstrommelwechsel noch ein wirtschaftlicher Vorteil verbleibt.
Die Erfindung setzt angesichts der Probleme bei der Aufgabe an, eine Bremstrommel, vorzugsweise eine Grauguß-Bremstrommel, zu schaffen, welche bei einfacher Her­ stellbarkeit möglichst verschleißresistent ist. Vorzugsweise sollen dabei die übrigen Eigenschaften der Bremstrommel gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik möglichst wenig verschlechtert werden. Geschaffen werden soll ferner ein vorteilhaf­ tes Herstellverfahren für die erfindungsgemäßen Bremstrommeln.
Diese Aufgabe löst die Erfindung in Hinsicht auf die Bremstrommel durch den Ge­ genstand des Anspruches 1 und in Hinsicht auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruches 25.
Die Erfindung schafft danach eine Bremstrommel mit einer Reibfläche, vorzugsweise für Landfahrzeuge, welche an ihrer Reibfläche abschnittsweise oder vollständig mit einer metallischen, vorzugsweise nichtkeramischen Beschichtung versehen ist.
Da anstelle einer keramischen eine metallische Beschichtung eingesetzt wird, wird die Haftung der Beschichtung gegenüber Bremstrommeln mit keramischen Beschichtun­ gen auf einfache Weise optimiert. Diese Bremstrommel eignet sich besonders für LKW, ist aber auch bei PKW einsetzbar.
Besonders bevorzugt weist die Bremstrommel einen scheibenartigen Kern aus einem Eisenguß-Werkstoff auf, der zumindest an einer seiner Außenflächen mit einer metal­ lischen Spritzgußbeschichtung oder eine Explosionsbeschichtung versehen ist.
Zwar sind verschleißschützende Beschichtungen - z. B. für Bremsscheiben - an sich bekannt (EP 0 674 114 B1). Diese Beschichtungen auf keramischer Basis weisen günstige Verschleißeigenschaften auf sind aber wegen der unterschiedlichen Eigenschaften zum Grundmaterial auf Graugussbremsscheiben und aufgrund der bei der Beschichtung auftretenden Thermoschockbeanspruchung/Haftungsprobleme proble­ matisch.
Die Erfindung schafft dagegen auf einfache Weise eine kostengünstige, verschleiß­ schützende Beschichtung von Bremstrommeln, welche mit Bremstrommelnmaterialien aus Eisengußwerkstoffen - insbesondere Graugußmaterialien - kompatibel ist, wobei es überraschend möglich ist, unter Beibehaltung der günstigen Eigenschaften dieser für die Anwendung in Bremstrommeln optimierten Werkstoffe die Verschleißlebens­ dauer so zu steigern, daß die Bremstrommeln nur noch sehr viel seltener, so z. B. in selten auftretenden, besonders verschleißintensiven Anwendungen wegen Erreichen des Verschleißgrenzmaßes ausgetauscht werden müssen.
Die Beschichtung erlaubt ferner eine Reduzierung der Wärmerißbildung der Brems­ trommel, wobei auch der Effekt des Bremsenrubbeln infolge von im Betrieb entstan­ denen Dickenschwankungen der Bremstrommel vermeidbar wird.
Bei der Erfindung werden vorzugsweise im thermischen Spritzbeschichtungsverfahren die Beschichtungen auf den Bremskörper aus Grauguß, der damit eine Art Kern bildet, aufgebracht.
Zwar sind thermische Spritzbeschichtungsverfahren sind an sich bekannt, so z. B. bei der Beschichtung von Kolbenringen (siehe z. B. K. Kirner, Auftragen von Schutz­ schichten auf technische Teile mit Hilfe thermischer Spritzverfahren; aus: Kunst et al "Verschleißhemmende Schichten" Band 436, Kontakt & Studium, Werkstoffe, Expert Verlag). Ihr Einsatz im Bereich der Beschichtungen von Bremstrommeln zur Herstel­ lung einer metallischen Bremstrommelbeschichtung wurde bisher jedoch nicht Erwä­ gung gezogen, da man glaubte, daß die metallischen Spritzgußbeschichtungen die sonstigen gewünschten Eigenschaften des Eisenwerkstoffkernes verschlechtern wür­ den.
Bei der Anwendung derartiger thermischer Spritzschichten auf Graugußbremstrom­ meln ergab sich nun aber die überraschende Erkenntnis, daß diese thermischen Spritz­ schichten aufgrund der auftretenden metallurgischen Reaktion mit dem Material der Bremstrommel sowie dem durch die hohe Wärmespeicherkapazität der Bremstrommel beeinflußten Erstarrungsverlauf der Spritzschicht nicht nur das Verschleißverhalten der Bremstrommel selbst bei hohen Temperaturen unerwartet positiv beeinflussen sondern auch die Wärmerißbildung und Bremsmomentschwankungen reduzieren.
Alternative Herstellverfahren zum bevorzugten und bewährten Lichtbogenspritzen sind das Flammspritzen, das Plasmaspritzen und das Explosionsbeschichten.
Die Erfindung schafft somit eine Schutzschicht für Bremstrommeln aus Eisenguß­ werkstoffen, die durch thermisches Spritzen auf die Reibfläche der Bremstrommel aufgebracht wird, wobei das aufgespritzte Material ein Metall ist. Insbesondere wird das aufgespritzte Material so gewählt, daß neben dem Verschleißschutz auch ein Schutz gegen Oxydation und gegen unerwünschte metallurgische Veränderungen der Reibfläche erzielt wird.
Vorzugsweise besteht die Spritzgußbeschichtung aus einem härteren Metall als der Kern, insbesondere einem unlegierten oder legierten Stahl. Vorzugsweise besteht die Spritzgußbeschichtung aus einer Cr enthaltenden Stahllegierung. Insbesondere liegt der Cr-Gehalt der Beschichtung zwischen 10 und 20%- zwischen 13 und 19%, zwi­ schen 15 und 17% oder besonders bevorzugt bei 16%.
Ganz besonders bewährt hat sich eine Bremstrommel, bei welcher der die Beschich­ tung bildende legierte Stahl folgende Zusätze enthält: 16%Cr, 0.44%Ni, 0,43%Mn, 0,01%Mo, und 0,36%C.
Bewährt hat sich ferner, daß der Kern aus einem kostengünstigen Grauguß besteht. Vorzugsweise ist der den Kern bildende Grauguß ein hochgekohlter Grauguß.
Bewährt haben sich ferner Beschichtungsdicken von 0,3 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,5-1,2 mm, insbesondere 0,6-0,9 mm. Mit einer Beschichtungsdicke von 0,7 mm läßt sich bei Einsatz einer Spritzgußbeschichtung mit hohem Cr-Gehalt oftmals eine Verdopplung der Lebensdauer, zumindest aber eine deutliche Erhöhung der Bremstrommellebensdauer erreichen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezug auf die Zeich­ nung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brems­ trommel; und
Fig. 2 einen zu Fig. 1 senkrechten Schnitt durch die Bremstrommel aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Bremstrommel 1, die einen Kern 3 aus Grauguß aufweist, welcher an seiner Innenfläche 2 - zumindest in dem Teil, der die Reibfläche bilden soll - mit einer verschleißresistenten metallischen sowie vorzugsweise nichtkeramischen Spritzgußbe­ schichtung 4 versehen wird. Nach Fig. 1 ist die vollständige Innenfläche 2 der Brems­ trommel 1 mit der Spritzgußbeschichtung 4 überzogen.
Bei Bremsungen wird also bis zum vollständigen Verschleiß der Spritzgußbeschich­ tung 4 lediglich diese als Reibfläche dem bei Bremsungen auftretenden Abrieb ausge­ setzt. Da die metallische Spritzgußbeschichtung härter ist als der Kern 3 aus Grauguß, wird die Lebensdauer der Bremstrommel erhöht. Da aber der wesentliche Volumen­ anteil der Bremstrommel, nämlich der Kern 3, aus Grauguß besteht, bleiben dessen vorteilhafte weitere Eigenschaften z. B. hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit und der Neigung zur Rißbildung erhalten oder werden sogar durch das Auftragen der Spritz­ gußbeschichtung verbessert.
Es ist optional denkbar, im Innenumfangsbereich eine Art Bund 5 den Kern 3 anzu­ formen, dessen Erstreckung der Erstreckung der Beschichtung 4 entspricht. Auf diese Weise kann eine Art Vertiefung zur Aufnahme der Beschichtung 4 gebildet werden.
Nach Fig. 2 ist es ferner vorgesehen, zwischen der Beschichtung 4 und dem Kern 3 keine ebene Grenzfläche sondern eine räumliche Oberflächenstruktur auszubilden, bei welcher die Spritzgußbeschichtung 4 und der Kern 3 ineinandergreifen.
Diese Struktur entsteht dadurch, daß in den Außenflächen des Kernes 3 rechtwinklige (oder beispielsweise trapezförmige oder auf andere Art geeignet geformte) Nuten 6 ausgebildet sind, welche von den Beschichtungen 4 ausgefüllt werden, wobei die Be­ schichtung 4 so dick ausgebildet ist, daß sie sich radial über die Nuten 6 hinaus er­ streckt. Hierdurch wird außerhalb der Nuten 6 ein flächiger Beschichtungsbereich aus­ gebildet, welcher bis auf den Bereich der Bünde 5 die Reibfläche der Bremstrommel abdeckt.
Das Ausbilden einer räumlichen, in Fig. 2 lediglich beispielhaft dargestellten Struktur im Grenzbereich zwischen der Beschichtung 4 und dem Kern 3 hat mehrere Vorteile. So wird vermieden, daß nach dem Abrieb der vollständigen Spritzgußbeschichtung 4 ein abrupter Übergang zum Graugußmaterial und damit ein relativ abrupter Übergang einem anderen Bremsverhalten erfolgt. Darüber hinaus wird die Haftung der Spritz­ gußbeschichtung 4 auf der Bremstrommel verbessert. u. a., da die Kontaktfläche zwi­ schen der Beschichtung 4 und dem Kern 3 vergrößert wird.
Im Übergangsbereich zwischen dem Kern 3 und der Spritzgußbeschichtung 4 sind ver­ schiedenste Geometrien realisierbar, so z. B. wechselseitig ineinandergreifende Trapez- oder Rechteckformen oder aber beispielsweise eine Noppenstruktur auf der Innenflä­ che der Bremstrommel 1, welche von der Spritzgußbeschichtung 4 abgedeckt wird.
Nachfolgend werden weitere Details der Herstellung einer erfindungsgemäßen Bremstrommel 1 beschrieben.
Besonders bewährt hat sich im Rahmen der Erfindung zur Herstellung der Spritzguß­ beschichtung auf der Bremstrommel 1 das Verfahren des Lichtbogenspritzens. Dabei wird das aus einem Lichtbogen, in dem eine Temperatur von bis zu 4000°C herrscht, mittels eines Zerstäubergases, im einfachsten Fall Druckluft, auf die Oberfläche der Bremstrommel 1 bei gleichzeitiger Fortbewegung derselben in dünnen Schichten auf­ gebracht.
Aufgrund der hohen Masse der Bremstrommel 1 in Verbindung mit der hohen Wär­ meleitfähigkeit des Bremstrommelmaterials kommt es nach dem Auftreffen der Spritztropfen auf die Bremstrommel 1 nach kurzer metallurgischer Reaktion mit dem Bremstrommelnmaterial zu einem extrem schnellen Erstarren und Abkühlen des auf­ gespritzten Materials. Als Folge ergibt sich eine z. T. unterdrückte Gefügeausbildung in der Spritzbeschichtung 4 die gegenüber dem Normalgefüge des gleichen Materials erheblich verbesserte mechanische und Verschleiß - Eigenschaften zur Folge hat.
Als Basiswerkstoff wird bevorzugt ein Eisenwerkstoff, vorzugsweise ein Graugußma­ terial eingesetzt, wobei u. a. auch andere Gußmaterialen prinzipiell denkbar sind.
Grauguß-Bremstrommeln der Erfindung weisen beispielsweise einen Kohlenstoffge­ halt im Bereich von einigen Gewichtsprozent auf. Die aus dem Lichtbogen ausgebla­ senen Metalltropfen reagieren beim Auftreffen auf die Bremstrommel mit Bestandtei­ len des Bremstrommelnmaterials, insbesondere mit dem hohen Anteil vorhandenen Kohlenstoffes, und bilden dabei harte Metall - Kohlenstoff Verbindung.
Ein weiteres bevorzugtes Beschichtungsmaterial nach Werkstoff Nr. 1.4122 hat z. B. in einer Analyse folgende Zusammensetzung (Gewichts Prozent):
16%Cr,
0,44%Ni,
0,43%Mn,
1.01%Mo,
0,36%C
Der hohe Chromanteil bildet in Verbindung mit den anderen Legierungszusätzen so­ wie dem Kohlenstoff Chromkarbid aus, durch welches die Verschleißfestigkeit der Spritzschicht gesteigert wird.
Die Bildung von Wärmerissen in der Bremstrommelreibfläche wird durch folgenden Mechanismus bewirkt. Während des Bremsvorganges wird in die äußerste Schicht der Reibfläche Wärme eingebracht die aufgrund des begrenzten Wärmeleitvermögens zu­ nächst zu einem Wärmestau verbunden mit sehr hohen Temperaturen in dieser äu­ ßersten Schicht führt.
Als Folge der hohen Temperaturen will sich die äußerste Schicht (am Innenumfang, also quasi auch die innen liegende Schicht) ausdehnen. Diese wärmebedingte Ausdeh­ nung wird jedoch unterdrückt, da das Basismaterial der Bremstrommel noch nicht ent­ sprechend erwärmt ist.
Die äußerste Schicht des Innenumfangs der Bremstrommel kommt infolge der auftre­ tenden hohen Druckspannungen ins Fließen. Bei der nach dem Bremsvorgang eintre­ tenden Abkühlung der Bremstrommelnreibfläche wird jedoch das nun erfolgende Schrumpfen der äußersten Schicht der Reibfläche ebenfalls unterdrückt, so daß es nunmehr zu hohen Zugspannungen und zu einem Einreißen dieser äußersten Schicht der Reibfläche kommt. Diese Wärmerisse sind zunächst sehr fein ausgebildet. Durch wiederholte Beanspruchung in der beschriebenen Weise tritt jedoch ein Rißwachstum ein.
Durch die thermische Spritzschicht wird die Wärmerißbildung in der Weise beeinflußt, daß aufgrund der höheren Festigkeit des Beschichtungsmaterials gegenüber Grauguß das Fließen des Materials in der Aufheizphase während der Bremsung nicht so schnell eintritt und damit die hohen Zugspannungen in der Abkühlphase unterdrückt werden, wodurch in Verbindung mit der höheren Festigkeit des Beschichtungsmaterials die Rißbildung vermieden wird.
Rubbelprobleme bei Bremstrommeln werden durch Dickenschwankungen des Brems­ trommelnreibringes hervorgerufen, die als Folge von Herstellungsfehlern oder als Fol­ ge von Betriebseinflüssen auftreten.
Eine derartige Folge von Betriebseinflüssen können Auswaschungen der Reibfläche sein die während der Fahrt, also im nicht gebremsten Zustand, durch periodisch gegen die Bremstrommel schlagende Bremsbeläge hervorgerufen werden.
Diese Erscheinung läßt sich seitens der Bremstrommel nur durch bestmögliche Ver­ schleißfestigkeit hinsichtlich der beschriebenen Beanspruchung vermeiden. Diese er­ höhte Verschleißfestigkeit wird durch die thermischen Spritzschichten erzielt, so daß damit auch eine Abhilfe gegen das Kaltrubbeln vorliegt.
Eine zweite Form des Rubbelns wird durch Gefügeveränderungen des Bremstrom­ melmaterials unter Wärmeeinwirkung hervorgerufen. Hierbei wird örtlich z. T. als Fol­ ge von Reaktionen mit dem Bremsbelagmaterial ein Gefüge mit Hartstoffanteilen ge­ bildet, welches auch eine Volumenvergrößerung gegenüber dem Grundgefüge auf­ weist, so daß diese umgewandelten Partien aus der Bremstrommelnreibfläche heraus­ wachsen. Da diese Partien aufgrund des Hartstoffanteils auch weniger stark verschlei­ ßen als die nicht umgewandelten Bereiche der Reibfläche, wird dieses Herauswachsen mit zunehmendem Verschleiß der Bremstrommel verstärkt und damit auch das in der Folge auftretende Bremsenrubbeln. Da für die thermischen Spritzschichten relativ i­ nerte Materialien wie z. B. der beschriebene Chromstahl angewendet werden, können die beschriebenen Reibflächenveränderungen und damit auch das Heißrubbeln ver­ mieden werden.
Ein vorteilhafter Beschichtungsprozeß - ein Lichtbogenspritzen - zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Bremstrommel wird nachfolgend näher beschrieben.
Zunächst empfiehlt sich eine spanende Vorbehandlung des Rohgußkörpers bzw. Ker­ nes z. B. durch Feindrehen auf ein Maß, welches um den Betrag der gewünschten Be­ schichtungsdicke unter dem gewünschten Endmaß liegt.
Daraufhin empfiehlt sich ein Reinigen der so entstehenden "Rohbremstrommel" von Bearbeitungsrückständen. Empfehlenswert sind ein mechanisches Reinigen und ein Aufrauhen durch Bestrahlen mit feinem Korund oder einem Strahlgut mit vergleichba­ ren Eigenschaften. Vorzugsweise erfolgt nach dem Reinigen der Bremstrommel von Bearbeitungsrückständen auch ein Aufrauhen der Oberfläche so wie vorzugsweise ein Beseitigen von Oxidationsschichten durch Partikelstrahlen.
Beschichtung der Bremstrommel
Es werden vorzugsweise folgende Prozeßparameter verwendet:
Spritzdraht: Werkstoff Nr. 4122; Durchmesser 1.6 mm
Spritzbahnen: mehrere Einzelbahnen
Schichtstärke: ca.: 0,7 mm
Spritzparameter: Stromstärke 300 A, Spannung 30 V
Zerstäubergas: 80 qm/h Druckluft bei 5 bar
Beschichtungszeit: einige min
Neben dem Lichtbogenspritzen sind auch das Flammspritzen und das Plasmaspritzen zum Beschichten von Bremstrommeln anwendbare Verfahren. Diese Verfahren sind im Anhang in Auszügen aus dem Fachbuch "Verschleißhemmende Schichten, Helmut Kunst und 7 Mitautoren, Band 436, Kontakt und Studium Werkstoffe, Expert Verlag" beschrieben.
Fertigbearbeitung der Bremstrommel
Da die Bremstrommel nach der Beschichtung eine relativ rauhe Oberfläche aufweist ist eine Schlichtbearbeitung zum Glätten der Oberfläche vorteilhaft. Dies erfolgt vor­ zugsweise mechanisch durch Schleifen. Zur Vermeidung des Verlustes von Beschichtungsmaterial kann jedoch auch eine spanlose Endbearbeitung wie z. B. Glattwalzen angewendet werden. Zur Endbearbeitung ist ferner ein 1 eindrehen vorteilhaft.
Bezugszeichen
1
Bremstrommel
2
Innenumfang
3
Reibfläche
4
Spritzgußbeschichtung
5
Bund
6
Nut

Claims (25)

1. Bremstrommel mit einer Reibfläche, vorzugsweise für Landfahrzeuge, insbe­ sondere innenbelüftete Bremstrommel (1) mit einer Reibfläche (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel (1) an ihrem Innenumfang, insbesondere an ihrer Reibfläche (2), abschnittsweise oder vollständig mit einer metallischen Beschichtung (4) versehen ist.
2. Bremstrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrom­ mel (1) an ihrem Innenumfang mit einer nichtkeramischen Beschichtung (4) versehen ist.
3. Bremstrommel nach Anspruch 1 oder 2 oder nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel (1) einen Kern (3) aus einem Eisenguß-Werkstoff aufweist, der zumindest an der Reibfläche mit der metallischen Spritzgußbeschichtung (4) oder einer Explosionsbeschichtung ver­ sehen ist.
4. Bremstrommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgußbeschichtung (4) als Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzgußbe­ schichtung ausgebildet ist.
5. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spritzgußbeschichtung (4) aus einem härteren Metall als der Kern besteht.
6. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spritzgußbeschichtung (4) oxidationsresistenter und verschleißre­ sistenter als der Kern (3) ausgebildet ist.
7. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung (4) aus einem unlegierten oder legierten Stahl be­ steht.
8. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung (4) aus einer Cr enthaltenden Stahllegierung besteht.
9. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Cr-Gehalt der Beschichtung (4) zwischen 10 und 20% liegt.
10. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Cr-Gehalt der Beschichtung (4) zwischen 13 und 19% liegt.
11. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Cr-Gehalt der Beschichtung (4) zwischen 15 und 17% liegt.
12. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Cr-Gehalt der Beschichtung (4) bei 16% liegt.
13. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der die Beschichtung (4) bildende legierte Stahl Folgende Zusätze ent­ hält:
16%Cr,
0,44%Ni,
0,43%Mn,
1,01%Mo, und
0,36%C.
14. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kern (3) aus einem Grauguß besteht.
15. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der den Kern (3) bildende Grauguß ein hochgekohlter Grauguß ist.
16. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der den Kern (3) bildende Grauguß Mo und/oder Cr enthält.
17. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Reibfläche wenigstens einen Bund (5) aufweiset, dessen Höhe vor­ zugsweise der Erstreckung der Beschichtung (4) entspricht.
18. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung (4) eine Erstreckung voll 0,3 bis 1,5 mm aufweist.
19. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung (4) eine Erstreckung von 0,5-1,2 mm aufweist.
20. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung (4) eine Erstreckung von 0,6-0,9 mm aufweist.
21. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung (4) eine Erstreckung von 0, 7 mm aufweist.
22. Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß im Übergangsbereich zwischen dem Kern (3) und der Spritzgußbe­ schichtung (4) wechselseitig ineinandergreifende Konturen, vorzugsweise Nu­ ten (6) und/oder eine Noppenstruktur ausgebildet ist.
23. Verfahren zur Herstellung einer Bremstrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremstrommelkörper oder -kern aus einem Eisenguß-Werkstoff am Innenumfang, insbesondere an der Reibflä­ che, abschnittsweise oder vollständig mit einer metallischen Beschichtung ver­ sehen wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgußbe­ schichtung im Flamm-, Lichtbogen oder Plasmaspritzgußbeschichtungsverfah­ ren oder im Explosionsbeschichtungsverfahren aufgebracht wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24 mit folgenden Schritten:
  • - spanende Vorbehandlung eines Rohgußkörpers zum Ausbilden des Ker­ nes,
  • - Reinigen des Kernes von Bearbeitungsrückständen,
  • - vorzugsweise aufrauhende Oberfläche und/oder Beseitigung von Oxida­ tionsschichten durch Partikelstrahlen,
  • - Beschichtung des Kernes, und
  • - Schlichtbearbeitung zum Glätten der Oberfläche und/oder Feindrehen.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004052673A1 (de) * 2004-10-29 2006-05-11 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verschleißarme Bremsscheibe oder Bremstrommel und Verfahren zu deren Herstellung
DE102005008569A1 (de) * 2005-02-24 2006-10-05 FNE Forschungsinstitut für Nichteisen-Metalle Freiberg GmbH Reibelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1752678A2 (de) 2005-08-12 2007-02-14 KNORR-BREMSE SYSTEME FÜR NUTZFAHRZEUGE GmbH Verfahren zum Aufarbeiten eines Rotors einer Reibungsbremse und ein damit aufgearbeiteter Rotor
WO2014084968A1 (en) * 2012-11-28 2014-06-05 Bendix Spicer Foundation Brake Llc Nested composite brake drum
CN114107836A (zh) * 2021-12-07 2022-03-01 山西汤荣机械制造股份有限公司 双金属离心复合制动鼓及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3038563A (en) * 1956-10-30 1962-06-12 Gen Motors Corp Brakes
DE3241377C2 (de) * 1981-11-16 1991-10-31 Castolin S.A., St. Sulpice, Ch
DE19608952A1 (de) * 1996-03-08 1997-09-11 Magenwirth Gmbh Co Gustav Bremsscheibe
DE19721773A1 (de) * 1997-05-24 1998-11-26 Itt Mfg Enterprises Inc Bremstrommel-Baugruppe sowie Herstellverfahren hierfür
DE69423373T2 (de) * 1993-01-22 2000-07-06 Sulzer Metco Us Inc Verfahren für thermisches Spritzen zum Beschichten von Zylinderbohrungen für Brennkraftmaschinen
DE19953598A1 (de) * 1999-11-08 2001-06-07 Bubenzer Gerhard Bremsen Mechanische Bremsvorrichtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE825032C (de) * 1949-02-26 1951-12-17 Demag Zug Gmbh Brems- oder Kupplungsscheibe
DE843634C (de) * 1950-01-03 1952-07-10 Demag Zug Gmbh Drems- oder Kupplungsscheibe
DE1084745B (de) * 1956-09-12 1960-07-07 Metallizing Engineering Co Inc Die Verwendung einer Eisenlegierung aus Werkstoff fuer Draehte oder Staebe zum Aufspritzen von Metallueberzuegen
SE8305097L (sv) * 1983-09-21 1985-03-22 Volvo Ab Bromselement av aluminium med slitskikt
FR2717874B1 (fr) * 1994-03-25 1996-04-26 Gec Alsthom Transport Sa Disque multimatériaux pour freinage à haute énergie.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3038563A (en) * 1956-10-30 1962-06-12 Gen Motors Corp Brakes
DE3241377C2 (de) * 1981-11-16 1991-10-31 Castolin S.A., St. Sulpice, Ch
DE69423373T2 (de) * 1993-01-22 2000-07-06 Sulzer Metco Us Inc Verfahren für thermisches Spritzen zum Beschichten von Zylinderbohrungen für Brennkraftmaschinen
DE19608952A1 (de) * 1996-03-08 1997-09-11 Magenwirth Gmbh Co Gustav Bremsscheibe
DE19721773A1 (de) * 1997-05-24 1998-11-26 Itt Mfg Enterprises Inc Bremstrommel-Baugruppe sowie Herstellverfahren hierfür
DE19953598A1 (de) * 1999-11-08 2001-06-07 Bubenzer Gerhard Bremsen Mechanische Bremsvorrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Schwarz, E.: Verschleißfestes Hartbeschichten durch Plasma -und Flammschockspritzen (Detonations- spritzen), Werkstatt u. Betrieb 110 (1977), Heft 10, S.724-729 *
Werning, H.: Für Thermorisse unempfindlich. Indus-trieanzeiger 22/1991, 15,16, S.36 u. 38 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004052673A1 (de) * 2004-10-29 2006-05-11 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verschleißarme Bremsscheibe oder Bremstrommel und Verfahren zu deren Herstellung
WO2006048084A1 (de) 2004-10-29 2006-05-11 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verschleissarme bremsscheibe oder bremstrommel und verfahren zu deren herstellung
DE102004052673B4 (de) * 2004-10-29 2016-07-07 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verschleißarme Bremsscheibe oder Bremstrommel und Verfahren zu deren Herstellung
DE102005008569A1 (de) * 2005-02-24 2006-10-05 FNE Forschungsinstitut für Nichteisen-Metalle Freiberg GmbH Reibelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1752678A2 (de) 2005-08-12 2007-02-14 KNORR-BREMSE SYSTEME FÜR NUTZFAHRZEUGE GmbH Verfahren zum Aufarbeiten eines Rotors einer Reibungsbremse und ein damit aufgearbeiteter Rotor
WO2014084968A1 (en) * 2012-11-28 2014-06-05 Bendix Spicer Foundation Brake Llc Nested composite brake drum
US9121463B2 (en) 2012-11-28 2015-09-01 Bendix Spicer Foundation Brake Llc Nested composite brake drum
RU2585123C1 (ru) * 2012-11-28 2016-05-27 Бендикс Спайсер Фаундейшн Брейк Ллк Барабанный тормоз (варианты) и способ его формирования
CN114107836A (zh) * 2021-12-07 2022-03-01 山西汤荣机械制造股份有限公司 双金属离心复合制动鼓及其制备方法
CN114107836B (zh) * 2021-12-07 2022-05-20 山西汤荣机械制造股份有限公司 双金属离心复合制动鼓及其制备方法

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