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Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe mit einem ringförmigen Reibkörper nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Reibkörpers für eine solche Bremsscheibe.
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Im Zuge von gewünschten und geplanten Energieeinsparungen bei Fahrzeugen spielt zunehmend auch für schienenlose oder schienengebundene Landfahrzeuge der Leichtbau eine entscheidende Rolle. In vielen Bereichen des Leichtbaus werden daher schwere Werkstoffe auf der Basis von Eisen oder Stahl durch leichtere Werkstoffe, beispielsweise auf der Basis von Aluminiumlegierungen, ersetzt. Insbesondere bei Reibkörpern zum Abbremsen eines solchen Fahrzeugs, insbesondere ringförmige Reibkörper für die Bremsscheiben eines Fahrzeugs, hat der Leichtbau besondere Vorteile, da hier nicht nur rotierende und damit immer wieder beschleunigte und abgebremste Massen reduziert werden, sondern da hierdurch auch die reifengefederten Massen verringert werden. Dies wirkt sich auf den Komfort des Fahrzeugs positiv aus und reduziert darüber hinaus in der gewünschten Art und Weise den Gesamtenergiebedarf eines solchen Fahrzeugs. Insbesondere für den Fahrkomfort sind Gewichtseinsparungen bei den ungefederten Massen im Bereich des Fahrwerks besonders effizient.
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Unter Leichtbaugesichtspunkten spielen unter allen bekannten Aluminiumlegierungen hochfeste Aluminiumlegierungen eine entscheidende Rolle. Besonders feste und damit bevorzugt eingesetzte Aluminiumlegierungen sind hier insbesondere die sogenannten MMC-Aluminiumlegierungen. Diese MMC (Metal Matrix Composite) Legierungen bestehen aus einer Aluminiumlegierung, die zusätzlich mit Hartstoffpartikeln, insbesondere Siliziumkarbid oder Korund mit einem Anteil von bis zu 20 Prozent versehen ist. Derartige Legierungen weisen hohe Festigkeiten auf.
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Entsprechende Legierungen wurden nunmehr auch eingesetzt, um Bremsscheiben beziehungsweise Reibkörper für Bremsscheiben in Fahrzeugen herzustellen. So beschreibt beispielsweise das
US-Patent US 5,183,632 ein pulvermetallurgisches Herstellungsverfahren für eine Bremsscheibe beziehungsweise einen Reibbelag auf einer Bremsscheibe aus derartigen MMC-Aluminiumlegierungen. Dies ist in der Herstellung extrem aufwändig, da hier ein pulvermetallurgisches Verfahren eingesetzt wird, welches anschließend eine Kompaktierung der entstehenden Schicht über heißisostatisches Pressen oder dergleichen erfordert. Damit muss jede einzelne Bremsscheibe in einem eigenen Herstellungsschritt aufwändig hergestellt werden, was diese entsprechend teuer macht. Derartige Bremsscheiben sind damit für den Serieneinsatz mit entsprechend großen Stückzahlen nicht oder nur sehr bedingt geeignet.
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Eine Alternative hierzu ist die reine Beschichtung einer herkömmlich hergestellten, beispielsweise gegossenen Bremsscheibe, welche anschließend mit einer entsprechenden Hartstoffschicht beschichtet wird. Dies birgt zwar entsprechende Vorteile beim Verschleiß der Scheibe, da durch eine solche Hartstoffschicht bessere Reibeigenschaften erzielt werden. Hinsichtlich des Leichtbaus lassen sich hier jedoch nur Vorteile erreichen, wenn ein entsprechend leichter Träger mit eingesetzt wird.
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Beispielsweise beschreibt die
DE 44 13 306 C1 eine derartige Verstärkung eines Bauteils durch Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, wobei hier auch keramisches Material wie Siliziumkarbid, Aluminiumoxid und dergleichen mit aufgespritzt und mit einem Substrat verbunden werden kann.
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Ein alternatives Herstellungsverfahren hierzu ist in der
DE 10 2007 020 891 A1 beschrieben. Hierbei wird eine Bremsscheibe nachträglich mit einer Reibfläche versehen, welche durch Sprühkompaktieren hergestellt wird. Dieses an sich bekannte Sprühkompaktieren besteht in der Zerstäubung einer flüssigen Aluminiumschmelze über ein Treibgas, welches gleichzeitig als Schutzgas dient. In den Sprühstrahl der flüssigen Aluminiumpartikel werden dann entsprechende Hartstoffe, beispielsweise Korund oder Siliziumkarbid, mit eingebracht. Das Ergebnis ist eine Bremsscheibe, welche eine Reibbeschichtung aufweist. Diese ist als sprühkompaktierte Schicht mit metallischer Matrix und entsprechenden Hartpartikeln ausgebildet.
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Auch diese beiden zuletzt beschriebenen Verfahren aus dem Stand der Technik sind vergleichsweise aufwändig, da sie ein entsprechendes Substrat erfordern, welches zuerst hergestellt und für die Beschichtung vorbereitet werden muss, ehe jedes Substrat einzeln durch Sprühkompaktieren oder Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit einer entsprechenden Reibschicht versehen wird.
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Aus dem Stand der Technik ist es außerdem bekannt, dass gegossene Bremsscheiben aus derartigen MMC-Aluminiumlegierungen insbesondere für den Bereich von Personenkraftwagen hergestellt und getestet wurden. Insbesondere wurden dabei MMC-Aluminiumlegierungen eingesetzt, welche als handelsübliche Legierungen mit einem Anteil von bis zu 20 Prozent an Hartstoffpartikeln aus Siliziumkarbid bestanden. Die Erfahrungen mit Bremsscheiben aus derartigen gegossenen Legierungen haben jedoch gezeigt, dass diese zwar die Anforderung an den Leichtbau erfüllen, in ihren Materialeigenschaften hinsichtlich der tribologischen Eigenschaften jedoch nicht so gut geeignet waren, wie hinsichtlich der mechanischen und thermischen Eigenschaften. Da jedoch insbesondere bei Reibkörpern für Bremsscheiben die tribologischen Verhältnisse zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag von entscheidender Bedeutung sind, hat sich gezeigt, dass handelsüblich erhältliche MMC-Aluminiumlegierungen, welche typischerweise durch Vergießen zu Bremsscheiben geformt werden, für die Anwendung als Reibkörper eher ungeeignet sind.
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Es ist nun die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Bremsscheibe mit einem ringförmigen Reibkörper anzugeben, welcher die oben genannten Nachteile vermeidet und bei einfacher Herstellbarkeit einen leichten und hinsichtlich der Reibeigenschaften idealen Aufbau ermöglicht. Ferner ist es die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Reibkörpers anzugeben, welches es ermöglicht, den Reibkörper einfach und effizient herzustellen, sodass der Reibkörper für derartige Bremsscheiben in einfacher und kostengünstiger Form für Serien und Großserien hergestellt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bremsscheibe mit einem ringförmigen Reibkörper gelöst, welche die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
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Eine verfahrensgemäße Lösung zur Herstellung eines solchen Reibkörpers ist durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6, in einer die oben genannte Aufgabe lösenden Art, näher beschrieben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Bremsscheibe sowie des Verfahrens zur Herstellung des Reibkörpers für eine solche Bremsscheibe ergeben sich aus den jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Bremsscheibe mit dem Reibkörper, welcher durch Sprühkompaktieren aufgebaut ist, erlaubt es, einen Aluminiumwerkstoff, insbesondere in Form einer MMC-Aluminiumlegierung einzusetzen und diesen während des Sprühkompaktierens mit entsprechenden Hartstoffpartikeln, typischerweise aus Siliziumkarbid oder Korund, anzureichern. Damit entsteht ein Reibkörper, welcher ideale Eigenschaften aufweist, um die Anforderungen, welche an einen Reibkörper einer Bremsscheibe zu richten sind, zu erfüllen. Hierzu tragen dann sowohl die Art, die Größe und der Anteil an Hartstoffpartikel sowie die mechanischen Eigenschaften der Aluminium-Matrix bei. Im Gegensatz zu anderen Herstellungsverfahren erlaubt der Aufbau des Reibkörpers durch Sprühkompaktieren eine sehr freie Zusammensetzung des Materials des Reibkörpers, da anders als bei Gusslegierungen weniger stark auf die Verträglichkeit der einzelnen Bestandteile untereinander geachtet werden muss. Außerdem lässt sich durch das Sprühkompaktieren ein Bauteil erzielen, welches die klassischen Probleme von Gießverfahren, wie beispielsweise Seigerungen, Dendritbildung oder Oxidkontaminationen nicht aufweist. Ferner haben sprühkompaktierte Aluminium-MMC-Legierungen ein besonders homogenes Werkstoffgefüge. Spezielle Bestandteile des Reibkörpers, die zum Erreichen besonderer Eigenschaften benötigt werden, wie zum Beispiel Siliziumprimärkristalle, lassen sich beim Sprühkompaktieren dabei weitaus feinkörniger herstellen, als beispielsweise bei Gussverfahren. In der Folge wird die Festigkeit und Verschleißbeständigkeit des Reibkörpers aufgrund seines Aufbaus durch Sprühkompaktieren deutlich verbessert.
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Aufgrund der sehr hohen Abkühlraten beim Sprühkompaktieren werden, wie bereits erwähnt, Seigerungen im Werkstoff weitgehend unterdrückt. Es bildet sich ein entsprechend feines und homogenes Gefüge aus, das insbesondere bei hochsiliziumlegierten hypereutektischen Aluminiumlegierungen, wie beispielsweise mit keramischen Hartstoffpartikeln verstärkten MMC-Aluminiumlegierungen, zu entscheidenden Optimierungen der Werkstoffcharakteristik führt. Der erfindungsgemäße Reibkörper für eine Bremsscheibe nutzt diese Optimierungen ideal, sodass ein sehr leichter, fester, warmfester und verschleißarmer Reibkörper entsteht.
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Grundsätzlich bildet sich bei Reibkörpern aus MMC-Aluminiumlegierungen an den Reibflächen eine Oberflächenschicht aus, welche auf dem Material als schwarze Oberflächenschicht sichtbar wird, und welche häufig auch als Transferfilm bezeichnet wird. Dieser Transferfilm entsteht bei den ersten Bremsvorgängen mit einer Bremsscheibe, welche einen Reibkörper aus MMC-Aluminiumlegierungen aufweist von selbst. Er besteht aus einer Schicht, die durch die metallischen Werkstoffe der Legierung des Reibkörpers und die Materialien des mit dem Reibkörper zusammenwirkenden Bremsbelags erzeugt wird. Dieser schwarze Transferfilm hat dabei die Funktion, dass er die Reibfläche des Reibkörpers gegen Verschleiß schützt. Aufgrund dieses Transferfilms tritt während des Bremsens bei Reibkörpern aus MMC-Aluminiumlegierungen keiner oder nur ein sehr geringer Verschleiß auf. Der Verschleiß findet somit überwiegend am Bremsbelag statt. Dies gewährleistet einen konstanten Reibwert, eine hohe Bremsqualität und letztlich einen hohen Fahrkomfort. Nun hat sich jetzt gezeigt, dass bei den Reibkörpern, welche den erfindungsgemäßen Aufbau durch ein Sprühkompaktierverfahren aufweisen, dieser Transferfilm deutlich bessere Eigenschaften aufweist, wie zum Beispiel eine homogenere Ausbildung und insbesondere eine deutlich bessere Haftung. Die Verbindung zur eigentlichen Reibfläche ist also entsprechend fester und weist eine höhere Härte auf. Der erfindungsgemäß aufgebaute Reibkörper weist also auch hier entsprechende Vorteile gegenüber herkömmlichen Reibkörpern beispielsweise aus Aluminium-MMC-Legierungen auf.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Reibkörpers für eine solche Bremsscheibe ist erfindungsgemäß so gestaltet, dass in einem an sich bekannten Sprühkompaktierverfahren der Reibkörper durch Sprühkompaktieren um einen zylinderförmigen Träger aufgebaut wird. Der Reibkörper wird dabei durch eine entsprechende Bewegung des zylinderförmigen Trägers um seine eigene Achse und ein Verfahren des zylinderförmigen Trägers weg von der Düse, welche die durch Sprühkompaktieren aufgetragene Legierung zerstäubt, so aufgebaut, dass er letztlich die Form eines Hohlzylinders aufweist. Dieser Hohlzylinder wird dann nach dem Abkühlen über ein Trennverfahren in mehrere einzelne ringförmige Reibkörper zerteilt. Damit lässt sich, anders als beim Stand der Technik, in einem einzigen Verfahrensschritt ein Hohlzylinder aus einem hinsichtlich der tribologischen Eigenschaften und der mechanischen und thermischen Eigenschaften optimierten Werkstoff durch Sprühkompaktieren herstellen. Ein solcher Hohlzylinder kann dann über geeignete Trennverfahren in eine Mehrzahl von ringförmigen Reibkörpern zerteilt werden, sodass ohne weitere Nachbearbeitungen vornehmen zu müssen, unmittelbar die Reibscheiben vorliegen. Die Zylinder können dabei vergleichsweise groß ausgebildet werden, sodass in einem einzigen Sprühkompaktierungsschritt ein hohlzylinderförmiges Halbzeug für eine Vielzahl von Reibkörpern hergestellt werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren näher beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Dabei zeigen:
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1 eine Gefügeansicht eines Reibkörpers der erfindungsgemäßen Bremsscheibe;
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2 einen Reibkörper und einen Bremsbelag;
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3 einen Reibkörper und einen Bremsbelag im Eingriff zueinander;
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4 einen Reibkörper und einen Bremsbelag, wobei der Reibkörper einen Transferfilm aufweist;
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5 einen Aufbau zur Herstellung eines hohlzylinderförmigen Halbzeugs für den Reibkörper;
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6 einen Aufbau zum Trennen des Hohlzylinders in ringförmige Reibkörper;
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7 einen Reibkörper in der Seitenansicht und der Draufsicht; und
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8 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Bremsscheibe.
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In der Darstellung der 1 ist ein Ausschnitt aus einem Gefüge eines Reibkörpers 1 zu erkennen. In dem Gefüge fallen dabei insbesondere schwarze Stellen auf, welche hier Hartstoffpartikel 2 in Form von Siliziumkarbid sind. Neben diesen Hartstoffpartikeln 2 aus Siliziumkarbid umfasst das Material des Reibkörpers 1 eine Matrix aus einem Aluminiumwerkstoff, welcher durch die hellgrauen Stellen auffällt. Außerdem sind dunkelgraue Stellen zu erkennen, welche aus Siliziumkristallen 3 bestehen, die durch die zur Herstellung eingesetzte Aluminiumlegierung, welche neben Anteilen von Eisen und Nickel eine vergleichsweise große Menge an Silizium aufweist, entstehen.
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In einem später noch näher dargestellten Herstellungsverfahren wird dieser Reibkörper 1 aus einer hypereutektischen Aluminiumlegierung hergestellt, welche insbesondere einen Siliziumanteil von 15–25 Prozent, einen Eisenanteil von 2–10 Prozent und einen Nickelanteil von 2–5 Prozent aufweist. Die Hartstoffpartikel 2, in diesem Fall Siliziumkarbid, werden dann bei der Herstellung durch Sprühkompaktieren eingebracht. Der Anteil an Siliziumkarbidpartikeln kann dabei bis zu 45 Prozent am Material des Reibkörpers 1 ausmachen. Bevorzugt werden dabei Partikel aus Siliziumkarbid – oder alternativ hierzu auch aus Korund – eingesetzt, welche eine Partikelgröße von 5 bis 30 μm aufweisen.
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In der Darstellung der 2 ist nun der Reibkörper 1 nochmals zu erkennen. Über dem Reibkörper 1 ist ein Bremsbelag 4 angeordnet, welcher nicht im Eingriff mit dem Reibkörper 1 steht. In dem Material des Reibkörpers 1 sind wiederum die Hartstoffpartikel 2 zu erkennen beziehungsweise symbolisch dargestellt. In dem Material des Bremsbelags 4 sind Abrasivpartikel 5 in der gleichen Art angedeutet.
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In der Darstellung der 3 kommen die beiden einander zugewandten Oberflächen des Reibkörpers 1 und des Bremsbelags 4 nun in Eingriff zueinander. Zwischen den beiden Oberflächen bildet sich ein hier durch schwarze Punkte 20 dargestelltes Material, welches an den Oberflächen abgerieben wird. Dieses Material bildet dann, wie es in der 4 zu erkennen ist, auf der Oberfläche des Reibkörpers 1 eine schwarze Schicht, den sogenannten Transferfilm 21. Dieser schwarze Transferfilm 21 haftet auf der Oberfläche des Reibkörpers 1 durch Adhäsion und verhindert so einen weiteren Verschleiß des Reibkörpers 1. Der durch Sprühkompaktieren aufgebaute Reibkörper 1 erlaubt es nun, dass seine Bestandteile frei von Zwängen durch Gießverfahren oder andere Produktionsprozesse ausgewählt werden können. Damit lässt sich eine Zusammensetzung in der oben genannten Art realisieren, welche ideal hinsichtlich der Ausbildung und insbesondere hinsichtlich der Haftung des schwarzen Transferfilms 21 gestaltet werden kann. Gegenüber herkömmlichen Reibkörpern aus MMC-Aluminiumlegierungen, welche prinzipiell auch einen schwarzen Transferfilm 21 ausbilden, ist der Transferfilm 21 bei dem Reibkörper 1 jedoch so ausgebildet, dass dieser eine höhere Oberflächenhärte aufweist und eine deutlich bessere Haftung gegenüber dem Reibkörper 1 zeigt. Damit lässt sich ein Ablösen des schwarzen Transferfilms 21 während des Betriebs weitgehend vermeiden, sodass die durch den schwarzen Transferfilm 21 erreichte annähernd verschleißfreie Oberfläche des Reibkörpers 1 sicher und zuverlässig realisiert werden kann.
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Nun ist es so, dass Verfahren zur Sprühkompaktierung im Allgemeinen vergleichsweise aufwändig sind, da die Teile einzeln hergestellt werden und gegebenenfalls durch Pressen oder heißisostatisches Pressen nachverdichtet werden müssen. Die Erfindung beinhaltet nun jedoch ein Verfahren zur Herstellung von Reibkörpern 1, insbesondere ringförmigen Reibkörpern 1 für Bremsscheiben 17, welches diese Nachteile gänzlich vermeidet. In der 5 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu erkennen. Das Sprühkompaktieren an sich ist dabei ein bekanntes Verfahren, bei dem eine Schmelze, in diesem Fall eine Schmelze aus einer MMC-Aluminiumlegierung, über Zerstäuberdüsen 6 entsprechend zerstäubt und dann beispielsweise auf ein Substrat aufgesprüht wird. Diesem zerstäubten Sprühstrahl können dann auch noch weitere Materialien, in diesem Fall Hartstoffpartikel 2, also insbesondere Korund oder Siliziumkarbidpartikel, mit der oben beschriebenen Größe zugeführt werden. Es bildet sich dann der Reibkörper 1 als sprühkompaktierter Aufbau aus.
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Beim Aufbau gemäß der Erfindung sind hier beispielhaft zwei Zerstäuberdüsen 6 zum Zerstäuben der Aluminiumschmelze gezeigt. In die beiden Sprühkegel 7 werden in hier nicht näher dargestellter Art und Weise, wie beim Sprühkompaktieren üblich, die Hartstoffpartikel 2, also beispielsweise Siliziumkarbidpartikel, mit der oben beschriebenen Größe eingebracht. Der Aufbau zur Herstellung der Reibkörper 1 umfasst außerdem ein Substrat 8, welches um eine Achse A drehbar angeordnet ist. Mittig auf dem Substrat ist ein zylinderförmiger Träger 9 aufgebracht. Über die beiden Zerstäuberdüsen 6 wird nun die Aluminiumschmelze mit den zugesetzten Hartstoffpartikeln 2 aufgesprüht. Die beiden Zerstäuberdüsen 6 erlauben es dabei, einfach und effizient die Fläche des Substrats um den zylinderförmigen Träger herum zu besprühen, sodass sich über dem zylinderförmigen Träger 9 ein sprühkompaktiertes Bauteil beziehungsweise Halbzeug 10 in der Art eines Hohlzylinders ausbildet. Aufgrund beispielsweise einer konstanten Füllhöhe der Aluminiumschmelze in einem Verteiler und damit einem konstanten Druck der Aluminiumschmelze über den Zerstäuberdüsen 6 können bei typischen Durchmessern der Zerstäuberdüsen 6 von 5 bis 7 mm Produktionsraten von 1000 bis 2500 kg/Stunde erreicht werden. Damit lässt sich ein vergleichsweise effizienter und wirtschaftlicher Aufbau realisieren, um das Halbzeug 10 in der Art eines sprühkompaktierten Hohlzylinders herzustellen. Dieser sprühkompaktierte Hohlzylinder 10 erlaubt es, wie bereits mehrfach erwähnt, dabei die Zusammensetzung seines Materials frei von Zwängen, welche beim Gießen oder dergleichen gelten würden, auszuwählen. Beim Sprühkompaktieren werden außerdem vergleichsweise hohe Abkühlgeschwindigkeiten erreicht. Diese liegen mit 1000 bis 10000 Kelvin/Sekunde um mehrere Größenordnungen über den Abkühlgeschwindigkeiten von klassischen Gießverfahren. Diese hohe Abkühlgeschwindigkeit erlaubt es, dass die Möglichkeiten, den Werkstoff entsprechend zu beeinflussen, gegenüber Gießverfahren erheblich erweitert sind. Neben der annähernd beliebigen Auswahl von Inhaltsstoffen in dem sprühkompaktierten Bauteil entsteht ein sehr homogenes Gefüge, welches entsprechend feinkörnig ausgebildet ist und Seigerungen weitgehend vermeidet. Außerdem lassen sich auch die in der oben genannten Legierung entstehenden Siliziumprimärkristalle 3 durch solche hohen Abkühlraten viel feiner ausbilden, als es beispielsweise in Gießverfahren möglich wäre. All dies führt zu sehr guten Werkstoffeigenschaften. Um nun das Halbzeug 10 in der Art eines Hohlzylinders aufzubauen, wird neben der bereits beschriebenen Drehung um die Achse A eine Bewegung des Substrats 8 und des zylinderförmigen Trägers 9 in der hier dargestellten Art nach unten, also weg von den Zerstäuberdüsen 6, realisiert. Damit lässt sich ein Aufbau erreichen, welcher durch den gleichzeitigen Einsatz von zwei aufeinander abgestimmten Düsensystemen ein Halbzeug 10 in der Art eines Hohlzylinders mit einem Durchmesser von bis zu 500 mm und einer Länge von über 2000 mm herstellen kann. Das Stückgewicht eines solchen Halbzeugs 10 kann dabei bis zu 2000 kg betragen.
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Um die ideale Abkühlung, welche beim Sprühkompaktierverfahren auftritt und für bestmögliche Werkstoffeigenschaften sorgt, durch das Substrat 8 beziehungsweise insbesondere durch den zylinderförmigen Träger 9 nicht negativ zu beeinflussen, kann es vorgesehen sein, dass das Substrat 8 und insbesondere der zylinderförmige Träger 9 als Ganzes oder zumindest im Bereich, in dem er mit dem sprühkompaktierten Material in Berührung kommt, entsprechend beheizt ist. Die Beheizung sollte dabei insbesondere so ausgeführt sein, dass der zylinderförmige Träger 9 ähnliche Abkühlraten wie das aufgebaute Halbzeug 10 aufweist, um so die Gefügeeigenschaften des Halbzeugs 10 nicht nachteilig zu beeinflussen.
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In der Darstellung der 6 ist nun ein weiterer Schritt bei der Herstellung der ringförmigen Reibkörper 1 gezeigt. Das Halbzeug 10 wird dazu in einem zweiten Verfahrensschritt über Trennverfahren in die scheibenförmigen Reibkörper 1 getrennt. Wie aus der Darstellung der 6 zu erkennen ist, ist das Halbzeug 10 dabei auf einem Maschinenbett 11 befestigt und eine Vielzahl von Sägedrähten 12 schneidet den zylindrischen Teil des Halbzeugs 10 in einem einzigen Fertigungsschritt in eine Vielzahl von ringförmigen Reibkörpern 1. Diese ringförmigen Reibkörper 1 sind in der Darstellung der 7 nochmals zu erkennen. Sie weisen eine Bohrung 13 auf, welche ebenso wie der äußere Umfang 14 beim Sprühkompaktieren unmittelbar hergestellt ist. Die beiden Oberflächen 15, 16 des Reibkörpers 1, welche später die Reibflächen bilden, sind über das Trennverfahren, welches in der Darstellung der 6 beispielhaft beschrieben wurde, entstanden. Da derartige Sägeverfahren oder auch andere spanlose oder insbesondere spanabhebende Trennverfahren typischerweise eine sehr hohe Genauigkeit erlauben und eine sehr hohe Oberflächenqualität ermöglichen, kann auf eine Nachbearbeitung des Reibkörpers 1 komplett verzichtet werden.
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In der Darstellung der 8 ist dann die Bremsscheibe 17 als Ganzes zu erkennen. Sie besteht neben dem Reibkörper 1 aus einem Trägerelement 18, welches in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere als topfförmiges Trägerelement ausgebildet sein soll. Um die eingangs genannten Anforderungen hinsichtlich des Leichtbaus nicht durch das Trägerelement zu stören, bietet es sich an, dieses topfförmige Trägerelement 18 aus einem Aluminiumwerkstoff, beispielsweise einer MMC-Aluminiumlegierung, herzustellen. Dieses Bauteil kann entweder durch spanende Bearbeitung, durch Gießen und entsprechende Nachbearbeitung, durch Schmieden oder andere Ur- oder Umformtechniken in einem Stück hergestellt werden. Es wird dann mit dem Reibkörper 1 verbunden, wozu verschiedene Verfahren wie Löten, Schweißen, Pressen, formschlüssiges Fügen oder dergleichen denkbar sind.
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Alles in allem entsteht so der Aufbau einer Bremsscheibe 17, welche hinsichtlich ihres Reibkörpers 1 sämtliche denkbaren Materialkombinationen erlaubt und es so ermöglicht, Leichtbau und beste tribologische Eigenschaften in einem einfachen und effizienten Herstellungsverfahren zu kombinieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5183632 [0004]
- DE 4413306 C1 [0006]
- DE 102007020891 A1 [0007]
