DE102008053637A1 - Friction ring and method for its production - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reibring (12, 12') für eine Bremsscheibe (10, 10'), welcher zumindest bereichsweise eine Beschichtung (22, 24) aufweist, wobei die Beschichtung (22, 24) ein Dickenprofil mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken (d1, d2, d3) aufweist.The invention relates to a friction ring (12, 12 ') for a brake disk (10, 10') which has a coating (22, 24) at least in regions, wherein the coating (22, 24) has a thickness profile with different coating thicknesses (d1, d2 , d3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibring für eine Bremsscheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Reibrings.The The invention relates to a friction ring for a brake disc according to the preamble of claim 1 and a method for Production of such a friction ring.

Beschichtete Reibringe sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die DE 102 03 507 A1 eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug, welche einen Grundkörper aus einem metallischen Werkstoff umfasst, der wenigstens eine Reibfläche mit einer Beschichtung aus einem harten Material mit hohem Reibwert aufweist. Solche Beschichtungen bestehen beispielsweise aus Aluminiumoxid, Diamant oder keramischen Materialien. Sie bieten den Vorteil, dass Oberflächen mit hohem Reibwert erzeugt werden können, obwohl Grundkörper aus relativ kostengünstigen und gegebenenfalls auch leichten Materialien verwendbar sind. Aus dem Stand der Technik bekannte Beschichtungen weisen alle eine konstante Schichtdicke auf. Aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten von Grundkörpern und Beschichtungen kann es hierbei zu Spannungen zwischen Beschichtung und Grundkörper kommen, welche schlimmstenfalls zu einem Abreißen der Beschichtung führen können. Weiterhin wird durch eine ungleichmäßige Wärmeverteilung in der Bremsscheibe beim Bremsvorgang – die so genannte Hotspotbildung – bei hohen Temperaturen der Bremsscheibe deren Oberfläche ungleichmäßig ausgedehnt, was zum so genannten Heißrubbeln der Bremsscheibe führt. Die Lage der Hotspots lässt sich für unterschiedlichste Bremsscheibengeometrien experimentell bestimmen oder auch mit guter Näherung theoretisch berechnen. Durch die ungleichmäßige Berührung zwischen Bremsscheibe und Bremsbacken kommt es bei solchen Bedingungen zu Vibrationen und zu Geräuschbildung, was unerwünscht ist und sowohl den Fahrkomfort als auch die Bremsleistung herabsetzt.Coated friction rings are known in the art. So revealed the DE 102 03 507 A1 a brake disk for a vehicle comprising a base body of a metallic material having at least one friction surface with a coating of a hard material with a high coefficient of friction. Such coatings consist for example of aluminum oxide, diamond or ceramic materials. They offer the advantage that surfaces with a high coefficient of friction can be produced, although base bodies made of relatively inexpensive and optionally also lightweight materials can be used. Coatings known from the prior art all have a constant layer thickness. Due to different thermal expansion coefficients of the base bodies and coatings, this can lead to tensions between the coating and the base body, which in the worst case can lead to a tearing of the coating. Furthermore, by uneven heat distribution in the brake disc during braking - the so-called hotspot formation - at high temperatures of the brake disc whose surface unevenly expanded, resulting in the so-called Heißrubbeln the brake disc. The location of the hotspots can be determined experimentally for a wide variety of brake disc geometries or theoretically calculated with a good approximation. Due to the uneven contact between the brake disc and brake shoes it comes in such conditions to vibration and noise, which is undesirable and reduces both the ride comfort and braking performance.

Aus der DE 10 2005 008 569 A1 sind Beschichtungen aus Einschmelzlegierungen bekannt, deren Einschmelzmaterialien vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt sind, die Nickel-Bor-Sili-zium, Nickel-Chrom-Bor-Silizium oder Kobalt-Nickel-Chrom-Silizium enthält. Die Einschmelzmaterialien können zusätzlich Hartpartikel aufgebracht werden oder auch Festschmierstoffe, die vorzugsweise aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphit, Kalziumfluorid, Bariumfluorid, Natriumfluorid, Lithiumfluorid und/oder Bornitrid umfasst.From the DE 10 2005 008 569 A1 coatings are known from Einschmelzlegierungen, the Einschmelzmaterialien are preferably selected from the group consisting of nickel-boron-silicon, nickel-chromium-boron-silicon or cobalt-nickel-chromium-silicon. The fuser materials may additionally be applied hard particles or also solid lubricants, which are preferably selected from a group comprising molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphite, calcium fluoride, barium fluoride, sodium fluoride, lithium fluoride and / or boron nitride.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reibring nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Reibrings derart weiter zu entwickeln, dass Materialspannungen zwischen Beschichtung und Grundkörper des Reibringes reduziert werden und thermische Verzöge bei hohen Bremstemperaturen vermindert werden.It Thus, it is an object of the present invention to provide a friction ring The preamble of claim 1 and a method for producing a such friction friction to develop such that material stresses Reduced between coating and body of the friction ring and thermal retardation at high brake temperatures be reduced.

Diese Aufgabe wird durch einen Reibring mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 11 gelöst.These Task is by a friction ring with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 11 solved.

Ein derartiger Reibring für eine Bremsscheibe weist zumindest bereichsweise eine Beschichtung auf. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Beschichtung ein Dickenprofil mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken aufweist. Mit anderen Worten wird die Beschichtung ungleichmäßig dick auf die Reibfläche des Reibringes aufgebracht. Die Oberfläche des Reibringes, wie er in der Scheibenbremse zum Einsatz kommt ist selbstverständlich wieder eben. Durch eine entsprechende Wahl des Dickenprofils der Beschichtung ist eine belastungsgerechte Auftragung der Beschichtung möglich. Kriterien für die Wahl der lokalen Beschichtungsdicke sind dabei zum einen die thermische Belastung an jedem Punkt des Reibringes und zum anderen der radiale Verlauf der Druckbelastung durch den Bremsbelag über den Reibring hinweg. Durch eine solche belastungsgerechte Aufbringung einer Beschichtung kann ein möglichst homogenes Temperaturfeld in der Reibfläche der Bremsscheibe erzeugt werden. Hierdurch wird vorteilhaft Gefahr von Dickenschwankungen – so genannten DTVs (Disc Thickness Variation) über die Bremsscheibe hinweg reduziert. Damit wird insbesondere das so genannte Heißrubbeln, also Vibrationen und Geräusche, welche beim Hochtemperaturbetrieb der Bremsscheibe auftreten, reduziert. Ebenso wird der punktuelle Verschleiß der Bremsscheibe an so genannten Hotspots, also Punkten die sich besonders stark aufheizen, vermindert.One Such friction ring for a brake disc has at least partially on a coating. According to the invention provided that the coating has a thickness profile with different coating thicknesses having. In other words, the coating becomes uneven applied thickly on the friction surface of the friction ring. The Surface of the friction ring, as in the disc brake for Commitment is of course again. By an appropriate choice of the thickness profile of the coating is a load-appropriate application of the coating possible. Criteria for the choice of local coating thickness are on the one hand, the thermal load at each point of the friction ring and on the other hand, the radial course of the pressure load by the Brake lining over the friction ring. By such load-appropriate application of a coating can be a possible homogeneous temperature field in the friction surface of the brake disc be generated. This is advantageous danger of thickness variations - so mentioned DTVs (Disc Thickness Variation) on the brake disc reduced away. This is especially the so-called hot scrubbing, So vibration and noise, which in high temperature operation the brake disc occur reduced. Likewise, the punctual Wear of the brake disc at so-called hotspots, so Points that heat up particularly strongly diminished.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Reibring dabei ein Oberflächenprofil auf, welches komplementär zu dem Dickenprofil der Beschichtung ausgebildet ist. Mit anderen Worten ergibt die Kombination aus einer Profilierung der Oberfläche des Grundkörpers des Reibringes und dem ungleichmäßig dicken Auftrag der Beschichtung eine ebene Reibringfläche. So wird nicht nur das Heißrubbeln vermindert, sondern auch im kalten Betrieb der Bremse Vibrationen und Verschleiß vermieden. Die Art der Profilierung des Grundkörpers des Reibringes und der Beschichtungsdicke ist dabei des Weiteren vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Beschichtung abhängig. In der Regel wird dieser höher sein, als derjenige des Grundkörpers des Reibringes. In Kombination mit dem ungleichmäßigen Temperaturprofil über den Reibring hinweg ergibt sich so aus der Kombination der unterschiedlichen Schichtdicken und der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine gleichmäßige Wärmeausdehnung der gesamten Bremsscheibe auch bei Hochtemperaturbetrieb. Der Kontakt des Reibrings mit dem Bremsbelag der Bremsbacken ist dabei über den gesamten Betriebsbereich des Reibringes hinweg gleichmäßig und planparallel. Fading und Belagschrägverschleiß werden vorteilhaft reduziert.In a preferred embodiment, the friction ring in this case has a surface profile which is designed to be complementary to the thickness profile of the coating. In other words, the combination of a profiling of the surface of the main body of the friction ring and the unevenly thick application of the coating results in a flat friction ring surface. This not only reduces hot scrubbing but also avoids vibrations and wear during cold operation of the brake. The type of profiling of the main body of the friction ring and the coating thickness is further dependent on the thermal expansion coefficient of the coating. As a rule, this will be higher than that of the main body of the friction ring. In combination with the non-uniform temperature profile across the friction ring, the combination of the different layer thicknesses and the different coefficients of thermal expansion results in a uniform thermal expansion of the entire brake disk even at High temperature operation. The contact of the friction ring with the brake lining of the brake shoes is uniform and plane-parallel over the entire operating range of the friction ring. Fading and lining wear are advantageously reduced.

Für die Ausführung des Dickenprofils in radialer Richtung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Es ist beispielsweise möglich, die Beschichtung in radialer Richtung keilförmig auszubilden, so dass sich beispielsweise eine Dickenzunahme von innen nach außen hin ergibt. Alternativ hierzu ist ein zumindest bereichsweise konkaves Dickenprofil der Beschichtung möglich.For the execution of the thickness profile in the radial direction various possibilities. For example, it is possible to make the coating wedge-shaped in the radial direction, so that, for example, an increase in thickness from the inside out results. Alternatively, an at least partially concave Thickness profile of the coating possible.

Die Ausführung des Dickenprofils ist dabei wesentlich von der konkreten Ausgestaltung des Reibringes selbst abhängig, so dass beispielsweise ein einteiliger, massiver Reibring eine andere Beschichtungsprofilierung erhalten wird, als ein innenbelüfteter Reibring. Insbesondere beim innenbelüfteten Reibring ist eine verstärkte Beschichtung außerhalb des Noppenbereiches, bzw. der Stege entlang der Kühlkanäle der Innenbelüftung notwendig, um unterschiedliche Temperaturableitungen und unterschiedliche Wärmeausdehnungen zu kompensieren. Hierdurch ergeben sich in radialer und tangentialer Richtung unterschiedlich verlaufende Dickenprofile.The Execution of the thickness profile is essential of the concrete embodiment of the friction ring itself depends so that, for example, a one-piece, massive friction ring another Coating profiling is obtained as a ventilated Friction ring. Especially with the ventilated friction ring a reinforced coating outside the dimpled area, or the webs along the cooling channels of the internal ventilation necessary to different temperature derivatives and different Compensate for thermal expansion. This results in the radial and tangential direction differently extending Thickness profiles.

Da die thermische Ausdehnung des Reibringes im Bereich der Noppen, bzw. Stege in axialer Richtung (senkrecht zur Reibringoberfläche) größer ist als in den Bereichen mit Kühlkanälen, wird hier bevorzugt eine dünnere Beschichtung ausgeführt.There the thermal expansion of the friction ring in the area of the dimples, or webs in the axial direction (perpendicular to the friction ring surface) larger than in the areas with cooling channels, Here, preferably, a thinner coating is performed.

Bei der Beschichtung handelt es sich um verschleißresistente Reibmaterialien. Hier kann weit gehend auf bekannte verschleißfeste und Reib-Materialien zurückgegriffen werden, wie sei beispielsweise auch in den DE 102 03 507 A1 , DE 10 2005 008 569 A1 .The coating is a wear-resistant friction material. Here can be widely recourse to known wear-resistant and friction materials, as for example in the DE 102 03 507 A1 . DE 10 2005 008 569 A1 ,

Die Beschichtung umfasst bevorzugter Weise Chromcarbid und/oder Aluminiumoxid und/oder Titandioxid und/oder Diamant und/oder Cermets. Diese Werkstoffe liegen insbesondere als Komponente in Verbundwerkstoffen mit metallischer Matrix vor, so genannte Metall-Matrix-Composites (MMC). Als metallische Matrix sind hier insbesondere Ni-, Cr, Mo- oder Co-Legierungen geeignet. Weiter geeignete Beschichtungen sind aus intermetallischen Composits (IMC) gebildet. Ein besonders bevorzugter IMC-Werkstoff wird im Wesentlichen aus Titanaluminiden und Aluminiumoxid gebildet.The Coating preferably comprises chromium carbide and / or alumina and / or titanium dioxide and / or diamond and / or cermets. These materials lie in particular as a component in composites with metallic Matrix in front, called metal matrix composites (MMC). As metallic Matrix here are particularly suitable Ni, Cr, Mo or Co alloys. Further suitable coatings are of intermetallic composites (IMC) formed. A particularly preferred IMC material is in Essentially formed of titanium aluminides and aluminum oxide.

Weitere geeignete Beschichtungen sind W/Cr/Ni-Beschichtungen oder WC/Cr/Ni-Beschichtungen.Further suitable coatings are W / Cr / Ni coatings or WC / Cr / Ni coatings.

Alle genannten Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe Härte und teilweise hohe Zähigkeit sowie Temperaturbeständigkeit aus und besitzen damit hohe Verschleißbeständigkeit. Vorteilhafterweise weisen sie darüber hinaus eine hohe Temperaturbeständigkeit und gute Reibkoeffizienten in der Paarung mit den bekannten Reibbelägen von Scheibenbremsen auf.All mentioned materials are characterized by a high hardness and partly high toughness and temperature resistance and thus have high wear resistance. Advantageously, they also have a high Temperature resistance and good friction coefficient in the Pairing with the known friction linings of disc brakes on.

Zusätzlich kann zwischen der Beschichtung und dem Grundkörper des Reibrings eine Zwischenschicht vorgesehen sein. Solche Zwischenschichten können mehrere Funktionen übernehmen. Zum einen ist die Haftungsvermittlung zwischen Beschichtung und Grundkörper von großer Bedeutung, um so gerade bei den Belastungen des Bremsbetriebes eine sichere Haftung der Beschichtung zu garantieren. Die Zwischenschicht kann zum anderen die Funktion der Temperaturableitung übernehmen, so dass die thermische Belastbarkeit der Bremsscheibe erhöht wird.additionally can be between the coating and the main body of the Friction ring to be provided an intermediate layer. Such intermediate layers can take over several functions. First, the liability mediation between coating and body of large Significance, just to the loads of the braking operation one secure adhesion of the coating. The intermediate layer on the other hand can take over the function of the temperature derivative, so that the thermal load capacity of the brake disc is increased becomes.

Bei einer solchen Zwischenschicht kann es sich um eine Schicht aus aluminium- und/oder chromhaltigen Nickellegierungen handeln. Für besonders gute Temperaturbeständigkeit ist auch die Verwendung von Zirkonium-Nickel-Chrom-Aluminium-Yttrium-Legierungen möglich.at Such an intermediate layer may be a layer of aluminum foil. and / or nickel alloys containing chromium. For special good temperature resistance is also the use of Zirconium-nickel-chromium-aluminum-yttrium alloys possible.

Der Grundkörper des Reibringes ist weiterhin bevorzugt aus Grauguss oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Grauguss weist dabei selbst hervorragende Wärmeleitfähigkeit auf, so dass die thermischen Probleme des Betriebes der Bremse reduziert werden. Die Verwendung einer Aluminiumlegierung wird erst in Kombination mit einer Beschichtung möglich, da der Reibwert von Aluminium in der Regel zu gering ist. In Kombination mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Beschichtung kann die Verwendung von Aluminiumgrundkörpern für den Reibring jedoch eine vorteilhafte Reduktion der ungefederten Massen des Kraftfahrzeuges bewirken. Der Reibring kann weiterhin einteilig mit einem Bremsscheibentopf ausgeführt sein oder auch in Form einer zweiteiligen Bremsscheibe. Erfindungsgemäße Reibringe können sowohl massiv als auch innenbelüftet sein.Of the The main body of the friction ring is furthermore preferably made Cast iron or an aluminum alloy formed. Gray cast iron points in doing so excellent thermal conductivity so that the thermal problems of operation of the brake reduced become. The use of an aluminum alloy is only in combination possible with a coating, since the coefficient of friction of aluminum usually too low. In combination with an inventively executed Coating may be the use of aluminum basic bodies However, for the friction ring an advantageous reduction of cause unsprung masses of the motor vehicle. The friction ring can continue to be made in one piece with a brake disk pot be or in the form of a two-piece brake disc. invention Friction rings can be both solid and ventilated.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Reibrings für eine Bremsscheibe welche die eingangs genannten Merkmale aufweist. Das Verfahren umfasst dabei zwei Schritte. Zunächst wird ein zu einem Dickenprofil einer Beschichtung mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken komplementäres Oberflächenprofil des Reibringes ausgebildet. Dies kann bereits während des Urformens – also beispielsweise während des Gießens – des Reibringes erfolgen. Alternativ ist es möglich, einen Grundkörper mit planer Oberfläche zu gießen oder anderweitig urzuformen und das Oberflächenprofil in der Folge durch abtragender Verfahren, wie beispielsweise Spanen, Erodieren oder dergleichen, zu erzeugen. Im folgenden Verfahrensschritt wird schließlich eine Beschichtung unter Ausbildung des Dickenprofils mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken auf den Grundkörper des Reibrings aufgebracht. In der Folge ergibt sich so bevorzugt eine ebene Reibfläche. Zum Aufbringen der Beschichtung werden dabei bevorzugt thermische Spritzverfahren wie Flammspritzen, Plasmaspritzen, Lichtbogen-Drahtspritzen (LDS) oder dergleichen oder auch Physical Vapour Deposition (PVD) verwendet.The invention further relates to a method for producing a friction ring for a brake disc which has the features mentioned. The method comprises two steps. First, a surface profile of the friction ring complementary to a thickness profile of a coating having different coating thicknesses is formed. This can already take place during the primary shaping - for example during casting - of the friction ring. Alternatively, it is possible to cast or otherwise form a base body having a planer surface, and to subsequently shape the surface profile by ablation methods such as For example, machining, erosion or the like to produce. In the following method step, a coating is finally applied to the main body of the friction ring to form the thickness profile with different coating thicknesses. As a result, preferably results in a flat friction surface. To apply the coating, thermal spraying methods such as flame spraying, plasma spraying, arc wire spraying (LDS) or the like or else physical vapor deposition (PVD) are preferably used.

Ein weiteres geeignetes Verfahren wird durch Aufschmelzen des Beschichtungsmaterials gebildet, bei dem das Trägermaterial an der Oberfläche partiell durch Strahlungsenergie aufgeschmolzen, der Beschichtungswerkstoff mit der Schmelze vermischt und so in das Trägermaterial eingebunden wird.One Another suitable method is by melting the coating material formed in which the carrier material at the surface partially melted by radiation energy, the coating material mixed with the melt and so in the carrier material is involved.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:in the Following is the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. in this connection demonstrate:

1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Bremsscheibe mit einem erfindungsgemäßen Reibring, 1 a cross section through an embodiment of a brake disc with a friction ring according to the invention,

2 eine Ausschnittsvergrößerung des Reibrings aus der in 1 gezeigten Bremsscheibe und 2 an enlarged detail of the friction ring from the in 1 shown brake disc and

3 einen Querschnitt durch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Bremsscheibe mit einem erfindungsgemäßen Reibring. 3 a cross section through an alternative embodiment of a brake disc with a friction ring according to the invention.

1 zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Bremsscheibe für einen Kraftwagen. Diese umfasst einen Reibring 12 sowie einen Bremsscheibentopf 14, wobei am Bremsscheibentopf 14 eine Aufnahmeöffnung 16 zur Befestigung der Bremsscheibe 10 an einer Achse des Kraftwagens vorgesehen ist. Im gezeigten Beispiel sind Reibring 12 und Bremsscheibentopf 14 einteilig ausgeführt. Solche Bremsscheiben werden insbesondere als einteilige Gussbauteile, beispielsweise aus Grauguss gefertigt. Um die Reibungseigenschaften der Reibflächen 18 und 20 des Reibringes 12 zu verbessern, ist auf den Reibflächen 18 und 20 jeweils eine Beschichtung 22, 24 aufgebracht. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine keramische Beschichtung aus Chromcarbid, Aluminiumoxid oder Titandioxid handeln. Auch Diamant oder Cermet kann verwendet werden. 1 shows one as a whole 10 designated brake disc for a motor vehicle. This includes a friction ring 12 and a brake disk pot 14 , wherein at the brake disc pot 14 a receiving opening 16 for mounting the brake disc 10 is provided on an axle of the motor vehicle. In the example shown are friction ring 12 and brake disc pot 14 executed in one piece. Such brake discs are manufactured in particular as one-piece cast components, for example, cast iron. To the friction properties of the friction surfaces 18 and 20 of the friction ring 12 to improve is on the friction surfaces 18 and 20 one coating each 22 . 24 applied. This may be, for example, a ceramic coating of chromium carbide, aluminum oxide or titanium dioxide. Also diamond or cermet can be used.

Während des Betriebs der Bremsscheibe 10 erfährt der Reibring 12 eine ungleichmäßige Erwärmung über seine Reibflächen 18 und 20 hinweg. Es bilden sich so genannte Hotspots, also Zonen erhöhter Temperatur. Hierdurch kommt es bei üblichen Bremsscheiben zu einer ungleichmäßigen Ausdehnung des Reibringes 12, weswegen der Reibring 12 nicht mehr planparallel an den Bremsbacken des Bremssystems anliegt. Hierdurch entstehen Vibrationen und Geräusche, das so genannte Heißrubbeln des Bremsringes. Um dem vorzubeugen, sind die Beschichtungen 22 und 24 im gezeigten Beispiel eines erfindungsgemäßen Reibringes 12 nicht gleichmäßig aufgebracht. Dies ist in der vergrößerten Ausschnittsdarstellung in 2 verdeutlicht.During operation of the brake disc 10 experiences the friction ring 12 uneven heating over its friction surfaces 18 and 20 time. So-called hotspots form, ie zones of elevated temperature. This results in conventional brake discs to an uneven expansion of the friction ring 12 , that's why the friction ring 12 no longer plane-parallel against the brake shoes of the brake system. This creates vibrations and noises, the so-called hot scrubbing of the brake ring. To prevent this, the coatings are 22 and 24 in the example shown, a friction ring according to the invention 12 not evenly applied. This is in the enlarged detail view in FIG 2 clarified.

Die Beschichtung 22 der Reibfläche 20 des Reibringes 12 weist ein konkaves Dickenprofil auf, wobei sich die Dicke der Beschichtung 22 von einer Mindestdicke d1 am Außenrand 26 des Reibringes 12 radial nach innen erhöht, bis die Beschichtung 22 in etwa in der Mitte des Reibringes 12 ihre Maximaldicke d2 erreicht, woraufhin sich die Dicke radial nach innen wiederum bis auf den Wert d1 reduziert. Der Reibring 12 weist ein komplementäres Oberflächenprofil zur Beschichtung 22 auf, so dass sich in der Summe eine plane Reibfläche 20 ergibt. Auf der zweiten Reibfläche 18 des Reibringes 12 ist eine Beschichtung 24 aufgebracht, welche radial von außen nach innen einen keilförmigen Verlauf in ihrer Dicke nimmt. An der Außenkante 26 des Reibringes 12 weist die Beschichtung 24 ihre Maximaldicke d3 auf. Die Dicke der Beschichtung 24 reduziert sich radial nach innen bis auf 0. Auch hier weist der Grundkörper 28 des Reibringes 12 auf seiner Oberfläche 18 ein komplementäres Profil auf, so dass sich in der Summe wiederum eine plane Reibfläche 18 ergibt.The coating 22 the friction surface 20 of the friction ring 12 has a concave thickness profile, wherein the thickness of the coating 22 of a minimum thickness d 1 at the outer edge 26 of the friction ring 12 increased radially inward until the coating 22 in about the middle of the friction ring 12 reaches its maximum thickness d 2 , whereupon the thickness is reduced radially inwardly again down to the value d 1 . The friction ring 12 has a complementary surface profile for coating 22 on, so that in sum a flat friction surface 20 results. On the second friction surface 18 of the friction ring 12 is a coating 24 applied, which radially decreases from outside to inside a wedge-shaped course in their thickness. At the outer edge 26 of the friction ring 12 shows the coating 24 their maximum thickness d 3 on. The thickness of the coating 24 reduces radially inward to 0. Here, too, the base body 28 of the friction ring 12 on its surface 18 a complementary profile, so that in turn in turn a flat friction surface 18 results.

Die Dickenprofile der Beschichtungen 22 und 24 sind dabei so gewählt, dass sich aus der Kombination der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Grundkörpers 28 und der Beschichtungen 22 und 24 mit den unterschiedlichen Temperaturen des Reibringes 12 im Betrieb der Bremsscheibe 10 eine gleichmäßige Längenausdehnung des gesamten Reibringes 12 über die gesamten Reibflächen 18 und 20 hinweg ergibt. Die Reibflächen 18 und 20 sind somit sowohl im kalten Zustand als auch im aktiven Bremsbetrieb, also im heißen Zustand, jeweils plan. Weder ein Heiß- noch ein Kaltrubbeln der Bremsscheibe findet statt, was sowohl Vibrationen und Geräusche als auch Verschleiß des Bremssystems reduziert.The thickness profiles of the coatings 22 and 24 are chosen so that the combination of the different expansion coefficients of the body 28 and the coatings 22 and 24 with the different temperatures of the friction ring 12 during operation of the brake disc 10 a uniform length expansion of the entire friction ring 12 over the entire friction surfaces 18 and 20 gives away. The friction surfaces 18 and 20 are thus both in the cold state and in active braking mode, ie in the hot state, each plan. There is no hot or cold rubbing of the brake disc, which reduces both vibration and noise and wear of the brake system.

3 zeigt schließlich eine alternative Ausführungsform einer Bremsscheibe 10' mit einem Bremsscheibentopf 14 und einem innenbelüfteten Reibring 12'. Der Reibring 12' ist nicht wie der in 1 und 2 gezeigte Reibring 12 massiv ausgeführt, sondern weist Luftkanäle 30 auf, welche zwischen den beiden Reibringhälften 32 und 34 verlaufen. Die Reibringhälften 32 und 34 sind dabei durch Noppen 36 gegeneinander abgestützt. Die erste Reibfläche 18 der Reibringhälfte 34 ist im gezeigten Beispiel unbeschichtet, eine Beschichtung ist lediglich auf der Reibfläche 20 der zweiten Reibringhälfte 32 aufgebracht. Die Beschichtung 22 der Reibringhälfte 32 weist dabei zunächst in einem radial innen gelegenen Bereich 38 eine konstante Dicke auf. Lediglich in einem radial außen gelegenen Bereich 40 der Reibringhälfte 32 ist die Beschichtung 22 verdickt. Dies dient im gezeigten Beispiel dem Ausgleich unterschiedlicher Temperaturabfuhr im Bereich der Luftkanäle 30 und Noppen 36. Hierdurch wird die bei innenbelüfteten Bremsscheiben 10 besonders hohe Gefahr der Dickenvariation des Reibringes 12' reduziert, indem gegebenenfalls auftretende unterschiedliche Wärmeausdehnungen in verschiedenen Bereichen 38, 40 des Reibringes 12' durch unterschiedliche Ausdehnungen der Beschichtung 22 jeweils kompensiert werden. 3 finally shows an alternative embodiment of a brake disc 10 ' with a brake disk pot 14 and a ventilated friction ring 12 ' , The friction ring 12 ' is not like that in 1 and 2 shown friction ring 12 solid, but has air channels 30 on which between the two friction ring halves 32 and 34 run. The friction ring halves 32 and 34 are there by pimples 36 supported against each other. The first friction surface 18 the friction ring half 34 is uncoated in the example shown, a coating is only on the friction surface 20 the second friction ring half 32 applied. The coating 22 the friction ring half 32 points first in a radially inner area 38 a constant thickness. Only in a radially outward area 40 the friction ring half 32 is the coating 22 thickened. This serves in the example shown to compensate for different temperature dissipation in the air ducts 30 and pimples 36 , This is the case with internally ventilated brake discs 10 particularly high risk of thickness variation of the friction ring 12 ' reduced by possibly occurring different thermal expansions in different areas 38 . 40 of the friction ring 12 ' by different dimensions of the coating 22 each be compensated.

10, 10'10 10 '
Bremsscheibebrake disc
12, 12'12 12 '
Reibringfriction ring
1414
Bremsscheibentopfbrake disc pot
1616
Aufnahmeöffnungreceiving opening
1818
Reibflächefriction surface
2020
Reibflächefriction surface
2222
Beschichtungcoating
2424
Beschichtungcoating
2626
Außenrandouter edge
2828
Grundkörperbody
3030
Luftkanalair duct
3232
ReibringhälfteReibringhälfte
3434
ReibringhälfteReibringhälfte
3636
Noppenburl
3838
innen gelegener BereichInside located area
4040
außen gelegener BereichOutside located area
d1 d 1
Mindestdickeminimum thickness
d2 d 2
Maximaldickemaximum thickness
d3 d 3
Maximaldickemaximum thickness

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Claims (13)

Reibring (12, 12') für einen Bremsscheibe (10, 10'), welcher zumindest bereichsweise eine Beschichtung (22, 24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (22, 24) ein Dickenprofil mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken (d1, d2, d3) aufweist.Friction ring ( 12 . 12 ' ) for a brake disc ( 10 . 10 ' ), which at least partially a coating ( 22 . 24 ), characterized in that the coating ( 22 . 24 ) has a thickness profile with different coating thicknesses (d 1 , d 2 , d 3 ). Reibring (12, 12') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (12, 12') ein Oberflächenprofil aufweist, welches komplementär zu dem Dickenprofil der Beschichtung (22, 24) ausgebildet ist.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to claim 1, characterized in that the friction ring ( 12 . 12 ' ) has a surface profile which is complementary to the thickness profile of the coating ( 22 . 24 ) is trained. Reibring (12, 12') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickenprofil der Beschichtung (22, 24) in radialer Richtung keilförmig ausgebildet ist.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness profile of the coating ( 22 . 24 ) is wedge-shaped in the radial direction. Reibring (12, 12') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickenprofil der Beschichtung (22, 24) zumindest bereichsweise konkav ausgebildet ist.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness profile of the coating ( 22 . 24 ) is at least partially concave. Reibring (12, 12') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickenprofil der Beschichtung (22, 24) in etwa der Verteilung der Hotspots folgt.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness profile of the coating ( 22 . 24 ) follows roughly the distribution of the hotspots. Reibring (12, 12') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung (22, 24) oberhalb der Kühlkanäle höher ist als oberhalb der zugeordneten Noppen (36) oder Stege.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the coating ( 22 . 24 ) above the cooling channels is higher than above the associated pimples ( 36 ) or bars. Reibring (12, 12') nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (22, 24) Cr3C2 und/oder Al2O3 und/oder TiO2 und/oder Diamant und/oder MMC und/oder IMC und/oder Cermet umfaßt.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coating ( 22 . 24 ) Cr 3 C 2 and / or Al 2 O 3 and / or TiO 2 and / or diamond and / or MMC and / or IMC and / or cermet. Reibring (12, 12') nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Beschichtung (22, 24) und einem Grundkörper (28) des Reibringes (12, 12') eine Zwischenschicht vorgesehen ist.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to one of the preceding claims, characterized in that between coating ( 22 . 24 ) and a basic body ( 28 ) of the friction ring ( 12 . 12 ' ) an intermediate layer is provided. Reibring (12, 12') nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aluminium- und/oder chromhaltige Nickellegierungen und/oder ZrNiCrAlY-Legierungen umfasst.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to claim 8, characterized in that the intermediate layer comprises aluminum and / or chromium-containing nickel alloys and / or ZrNiCrAlY alloys. Reibring (12, 12') nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (28) des Reibringes (12, 12') aus Grauguss oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.Friction ring ( 12 . 12 ' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 28 ) of the friction ring ( 12 . 12 ' ) is formed of gray cast iron or an aluminum alloy. Verfahren zum Herstellen eines Reibrings (12, 12') für eine Bremsscheibe (10, 10') nach einem der vorherigen Ansprüche, mit den Schritten: – Ausbildung eines zu einem Dickenprofil einer Beschichtung (22, 24) mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken (d1, d2, d3) komplementären Oberflächenprofils des Reibrings (12, 12'); – Aufbringender Beschichtung (22, 24) unter Bildung des Dickenprofils mit unterschiedlichen Beschichtungsdicken (d1, d2, d3).Method for producing a friction ring ( 12 . 12 ' ) for a brake disc ( 10 . 10 ' ) according to one of the preceding claims, comprising the steps of: forming a thickness profile of a coating ( 22 . 24 ) with different coating thicknesses (d 1 , d 2 , d 3 ) complementary surface profile of the friction ring ( 12 . 12 ' ); - Applying coating ( 22 . 24 ) to form the thickness profile with different coating thicknesses (d 1 , d 2 , d 3 ). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der Beschichtung (22, 24) eine ebene Reibfläche (18, 20) erzeugt wird.A method according to claim 11, characterized in that during the application of the coating ( 22 . 24 ) a flat friction surface ( 18 . 20 ) is produced. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (22, 24) durch ein thermisches Spritzverfahren oder Physical Vapor Deposition aufgebracht wird.Method according to claim 11 or 12, characterized in that the coating ( 22 . 24 ) is applied by a thermal spraying method or physical vapor deposition.
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