DE102016201893A1

DE102016201893A1 - Corrosion resistant bicycle brake disc

Info

Publication number: DE102016201893A1
Application number: DE102016201893.0A
Authority: DE
Inventors: Bungo Sasaki; Makoto SOUWA; Toru Iwai
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2016-08-25
Also published as: CN105909700B; CN105909700A; TWI649504B; TW201631266A

Abstract

Eine Fahrrad-Bremsscheibe 10 mit einer Drehmittenachse weist einen Eisen enthaltenden Kernabschnitt 22 und einen Oberflächenabschnitt 23, der Eisen, Aluminium und Chrom enthält, auf. Der Oberflächenabschnitt 23 ist auf der Außenfläche des Kernabschnitts 22 gebildet. Das Konzentrationsgefälle von Chrom im Oberflächenabschnitt 23 ist in axialer Richtung parallel zur Drehmittenachse ausgebildet.A bicycle brake disc 10 having a rotational center axis includes an iron-containing core portion 22 and a surface portion 23 containing iron, aluminum and chromium. The surface portion 23 is formed on the outer surface of the core portion 22. The concentration gradient of chromium in the surface portion 23 is formed in the axial direction parallel to the rotational center axis.

Description

Scheibenbremsanlagen werden verbreitet in Fahrräder eingebaut. Scheibenbremsanlagen weisen wenigstens eine Bremsscheibe auf. Für eine Fahrrad-Bremsscheibe sind verschiedene Materialien wie Aluminium, Edelstahl, Titan und Eisen verwendet worden.Disc brake systems are widely used in bicycles. Disc brake systems have at least one brake disc. For a bicycle brake disc, various materials such as aluminum, stainless steel, titanium and iron have been used.

Gemäß der Erfindung verfügt die Fahrrad-Bremsscheibenvorrichtung über eine Drehmittenachse und weist einen Eisen enthaltenden Kernabschnitt und einen Oberflächenabschnitt, der auf der Außenfläche des Kernabschnitts gebildet ist, auf. Der Oberflächenabschnitt, der ein Konzentrationsgefälle von Chrom in axialer Richtung parallel zur Drehmittenachse aufweist, enthält Eisen, Aluminium und Chrom. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Fahrrad-Bremsscheibe über eine bessere Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit verfügt.According to the invention, the bicycle brake disc apparatus has a rotational center axis and has an iron-containing core portion and a surface portion formed on the outer surface of the core portion. The surface portion having a concentration gradient of chromium in the axial direction parallel to the rotational center axis contains iron, aluminum and chromium. An advantage of this design is that the bicycle brake disc has better corrosion resistance, wear resistance and structural strength.

Bevorzugt verringert sich die Konzentration an Chrom von der Außenfläche des Oberflächenabschnitts in Richtung des Kernabschnitts. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass der Bereich der Bremsscheibe, der mit den Bremsklötzen in Kontakt kommt, bevorzugt so ausgebildet ist, dass die größtmögliche Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit erzielt werden.Preferably, the concentration of chromium decreases from the outer surface of the surface portion toward the core portion. An advantage of such a configuration is that the region of the brake disk that comes into contact with the brake pads is preferably designed so that the greatest possible corrosion resistance, wear resistance and structural strength are achieved.

Bevorzugt weist der Oberflächenabschnitt ferner ein Mischmaterial, enthaltend Eisen und Aluminium, auf. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass der Bereich der Bremsscheibe, der mit den Bremsklötzen in Kontakt kommt, bevorzugt so ausgebildet ist, dass die größtmögliche Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit erzielt werden, wobei die Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit mit größerem Abstand von dem mit den Bremsklötzen in Kontakt stehenden Bereich zunehmend geringer werden.Preferably, the surface portion further comprises a mixed material containing iron and aluminum. An advantage of such a configuration is that the region of the brake disc which comes into contact with the brake pads is preferably designed to achieve the greatest possible corrosion resistance, wear resistance and structural strength, the corrosion resistance, wear resistance and structural strength being at a greater distance from that with the brake pads in contact area are increasingly lower.

Bevorzugt wird der Oberflächenabschnitt mittels eines Diffusionsprozesses gebildet. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass die gemischte Eisen-, Aluminium- und Chrom-Legierung im Oberflächenabschnitt der Bremsscheibe ökonomisch erzielt werden kann, so dass der Bereich der Bremsscheibe, der mit den Bremsklötzen in Kontakt kommt, bevorzugt so ausgebildet ist, dass die größtmögliche Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit erzielt werden.Preferably, the surface portion is formed by means of a diffusion process. An advantage of such a configuration is that the mixed iron, aluminum and chromium alloy can be economically obtained in the surface portion of the brake disk, so that the portion of the brake disk which comes into contact with the brake pads is preferably formed so that the greatest possible corrosion resistance, wear resistance and structural strength are achieved.

Bevorzugt wird der Oberflächenabschnitt durch Abschrecken gehärtet. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass die Strukturfestigkeit und Abnutzungsbeständigkeit des Oberflächenabschnitts der Bremsscheibe verbessert werden können.Preferably, the surface portion is hardened by quenching. An advantage of such a configuration is that the structural strength and wear resistance of the surface portion of the brake disc can be improved.

Bevorzugt wird die Außenfläche des Oberflächenabschnitts mittels eines Schleifprozesses gebildet. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass bei der Bremsscheibe die gewünschte Dicke des Oberflächenabschnitts erzielt werden kann, so dass sie den Maßen der vorderen Scheibenbremsanlage entspricht, wobei aber der Chrom- und Aluminiumgehalt des Oberflächenabschnitts nicht zu stark beeinträchtigt wird.Preferably, the outer surface of the surface portion is formed by means of a grinding process. An advantage of such an embodiment is that the desired thickness of the surface portion can be achieved in the brake disc so that it corresponds to the dimensions of the front disc brake system, but the chromium and aluminum content of the surface portion is not impaired too much.

Bevorzugt beträgt die Dicke des Oberflächenabschnitts mehr als 10 μm. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass während des Diffusionsprozesses eine ausreichende Konzentration an Chrom in der Außenfläche des Oberflächenabschnitts erzielt werden kann, so dass die gewünschte Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit bereitgestellt werden.Preferably, the thickness of the surface portion is more than 10 microns. An advantage of such a configuration is that during the diffusion process, a sufficient concentration of chromium in the outer surface of the surface portion can be achieved so as to provide the desired corrosion resistance, wear resistance and structural strength.

Bevorzugt beträgt die Dicke des Oberflächenabschnitts mehr als 50 μm. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass während des Diffusionsprozesses eine ausreichende Konzentration an Chrom in der Außenfläche des Oberflächenabschnitts erzielt werden kann, so dass die gewünschte Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit bereitgestellt werden.Preferably, the thickness of the surface portion is more than 50 microns. An advantage of such a configuration is that during the diffusion process, a sufficient concentration of chromium in the outer surface of the surface portion can be achieved so as to provide the desired corrosion resistance, wear resistance and structural strength.

Bevorzugt beträgt die Dicke des Oberflächenabschnitts mehr als 70 μm. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass während des Diffusionsprozesses eine ausreichende Konzentration an Chrom in der Außenfläche des Oberflächenabschnitts erzielt werden kann, so dass die gewünschte Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit bereitgestellt werden.Preferably, the thickness of the surface portion is more than 70 microns. An advantage of such a configuration is that during the diffusion process, a sufficient concentration of chromium in the outer surface of the surface portion can be achieved so as to provide the desired corrosion resistance, wear resistance and structural strength.

Bevorzugt ist die Vickers-Härte (Hv) des Oberflächenabschnitts größer als oder gleich 250. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass die Strukturfestigkeit und Abnutzungsbeständigkeit des Oberflächenabschnitts durch Abschreckhärten erzielt werden.Preferably, the Vickers hardness (Hv) of the surface portion is greater than or equal to 250. An advantage of such a configuration is that the structural strength and wear resistance of the surface portion are achieved by quench hardening.

Bevorzugt ist die Vickers-Härte (Hv) des Oberflächenabschnitts kleiner als oder gleich 1.000. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass die Strukturfestigkeit und Abnutzungsbeständigkeit des Oberflächenabschnitts durch Abschreckhärten erzielt werden.Preferably, the Vickers hardness (Hv) of the surface portion is less than or equal to 1,000. An advantage of such a configuration is that the structural strength and wear resistance of the surface portion are achieved by quench hardening.

Bevorzugt weist die Fahrrad-Bremsscheibenvorrichtung ferner ein Außenbauteil, das den Kernabschnitt und den Oberflächenabschnitt aufweist, ein Nabenbefestigungsbauteil, das so ausgebildet ist, dass es an der Fahrrad-Naben-Baueinheit des Fahrrads montiert werden kann, und wenigstens ein Zwischenbauteil, das das Außenbauteil und das Nabenbefestigungsbauteil verbindet, auf. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass der Oberflächenabschnitt mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit an der Fahrrad-Bremsscheibenvorrichtung angebracht wird, die an die Naben-Baueinheit eines Fahrrads als Teil der Bremsanlage gekoppelt ist.Preferably, the bicycle brake disc apparatus further comprises an outer member having the core portion and the surface portion, a hub mounting member adapted to be mounted on the bicycle-hub assembly of the bicycle, and at least one Intermediate member connecting the outer member and the hub mounting member, on. An advantage of such a configuration is that the surface portion with improved corrosion resistance, wear resistance and structural strength is attached to the bicycle brake disc device which is coupled to the hub assembly of a bicycle as part of the brake system.

Bevorzugt weist wenigstens das Außenbauteil oder das wenigstens eine Zwischenbauteil wenigstens eine Durchgangsbohrung mit einer Umfangsfläche auf, und die Umfangsfläche bildet den gesamten Oberflächenabschnitt. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass sich die verbesserte Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit auf alle Flächenregionen des Außenbauteils, einschließlich der Umfangsflächen der Durchgangsbohrungen, erstrecken.Preferably, at least the outer component or the at least one intermediate component has at least one through-hole with a peripheral surface, and the peripheral surface forms the entire surface portion. An advantage of such a design is that the improved corrosion resistance, wear resistance and structural strength extend to all surface regions of the outer member including the peripheral surfaces of the through holes.

Bevorzugt ist das wenigstens eine Zwischenbauteil integral mit dem Außenbauteil. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass die Anzahl der Komponenten zur Herstellung verringert werden kann.Preferably, the at least one intermediate component is integral with the outer component. An advantage of such a configuration is that the number of components for manufacturing can be reduced.

Bevorzugt ist das wenigstens eine Zwischenbauteil integral mit dem Nabenbefestigungsbauteil. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass die Anzahl der Komponenten zur Herstellung verringert werden kann.Preferably, the at least one intermediate member is integral with the hub mounting member. An advantage of such a configuration is that the number of components for manufacturing can be reduced.

Bevorzugt ist das wenigstens eine Zwischenbauteil integral mit dem Außenbauteil und dem Nabenbefestigungsbauteil. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass die Anzahl der Komponenten zur Herstellung verringert werden kann.Preferably, the at least one intermediate member is integral with the outer member and the hub mounting member. An advantage of such a configuration is that the number of components for manufacturing can be reduced.

Bevorzugt ist das wenigstens eine Zwischenbauteil separat von dem Außenbauteil. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, dass der Oberflächenabschnitt mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit vorzugsweise an dem Außenbauteil angebracht wird, welches das Teil der Fahrrad-Bremsscheibenvorrichtung ist, das mit den Bremsklötzen in Kontakt kommt.Preferably, the at least one intermediate component is separate from the outer component. An advantage of such a configuration is that the surface portion having improved corrosion resistance, wear resistance and structural strength is preferably attached to the outer member which is the part of the bicycle brake disc apparatus that comes in contact with the brake pads.

Diese Zusammenfassung soll eine Auswahl vereinfachter Konzepte liefern, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Diese Zusammenfassung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes aufzeigen, noch den Umfang des beanspruchten Gegenstandes einschränken. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Ausführungen beschränkt, die einige oder alle der in irgendeinem Teil dieser Offenbarung aufgezeigten Nachteile ausräumen.This summary is intended to provide a selection of simplified concepts that are further described below in the detailed description. This summary is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor to limit the scope of the claimed subject matter. Furthermore, the claimed subject matter is not limited to embodiments that eliminate some or all of the disadvantages indicated in any part of this disclosure.

Nunmehr wird eine ausgewählte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschreiben, wobei:Now, a selected embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine Teilseitenansicht einer exemplarischen Fahrrad-Bremsscheibe einer vorderen Scheibenbremsanlage gemäß einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; 1 FIG. 4 illustrates a partial side view of an exemplary bicycle brake disc of a front disc brake system in accordance with a disclosed embodiment of the present invention; FIG.

2 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Abschnitts einer exemplarischen herkömmlichen Fahrrad-Bremsscheibe veranschaulicht; 2 an enlarged partial cross-sectional view of a portion of an exemplary conventional bicycle brake disc illustrated;

3 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Abschnitts einer exemplarischen Fahrrad-Bremsscheibe entlang der Linie A-A' in 1 gemäß einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; 3 an enlarged partial cross-sectional view of a portion of an exemplary bicycle brake disc along the line AA 'in 1 illustrated in accordance with a disclosed embodiment of the present invention;

4 ein Ablaufdiagramm ist, welches die Herstellungsschritte zur Bildung einer Fahrrad-Bremsscheibe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; 4 Fig. 10 is a flow chart illustrating the manufacturing steps for forming a bicycle brake disc of an embodiment of the present invention;

5A eine graphische Darstellung ist, welche die Beziehung bei ungefähr 900°C zwischen der Konzentration an Chrom im Oberflächenabschnitt an einem gegebenen Punkt, seinem Abstand von der Außenfläche und dem Zeitraum des Diffusionsprozesses für Fälle veranschaulicht, wo das Eisengrundmaterial auf 900°C in Medien erhitzt wird, die reich an Chrom und Aluminium sind; und 5A Fig. 12 is a graph illustrating the relationship at about 900 ° C between the concentration of chromium in the surface portion at a given point, its distance from the outer surface, and the period of the diffusion process for cases where the iron base material is heated to 900 ° C in media that are rich in chrome and aluminum; and

5B eine graphische Darstellung ist, welche die Beziehung bei ungefähr 1.000°C zwischen der Konzentration an Chrom im Oberflächenabschnitt an einem gegebenen Punkt, seinem Abstand von der Außenfläche und dem Zeitraum des Diffusionsprozesses für Fälle veranschaulicht, wo das Eisengrundmaterial auf 1.000°C in Medien erhitzt wird, die reich an Chrom und Aluminium sind. 5B Fig. 12 is a graph illustrating the relationship at approximately 1000 ° C between the concentration of chromium in the surface portion at a given point, its distance from the outer surface, and the period of the diffusion process for cases where the iron base material is heated to 1000 ° C in media that are rich in chrome and aluminum.

Der Fachmann wird dieser Offenbarung entnehmen, dass die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung lediglich der Veranschaulichung dient und die Erfindung, wie sie von den anhängenden Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert wird, nicht einschränken soll. Die vorliegende Offenbarung wird in den Figuren der beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente kennzeichnen, beispielhaft und nicht einschränkend veranschaulicht.It will be apparent to those skilled in the art from this disclosure that the following description of one embodiment of the invention is given by way of illustration only and is not intended to limit the invention as defined by the appended claims and their equivalents. The present disclosure is illustrated by way of example and not limitation in the figures of the accompanying drawings, in which like reference numerals designate like elements.

Zunächst ist unter Bezugnahme auf 1 eine exemplarische Fahrrad-Bremsscheibe 10 einer vorderen Scheibenbremsanlage 1 gemäß einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die vordere Scheibenbremsanlage 10 weist einen Fahrrad-Scheibenbremssattel 2 und einen Bremsbetätigungsmechanismus 3 auf. Die Fahrrad-Bremsscheibe 10 ist fest an der Fahrradnabe eines Fahrradrades (nicht gezeigt) befestigt. Der Fahrrad-Scheibenbremssattel 2 ist an der Fahrradgabel 4 montiert, während der Bremsbetätigungsmechanismus 3 an der Fahrrad-Lenkstange 5 befestigt ist. Bis auf die Fahrrad-Bremsscheibe 10 sind Betriebsweise und Konstruktion der vorderen Scheibenbremsanlage 1 herkömmlich und im Stand der Technik gelehrt. Während überdies die vordere Scheibenbremsanlage 1 in dieser Ausführungsform als eine hydraulische Bremsanlage veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die Fahrrad-Bremsscheibe 10 auch bei anderen Arten von Bremsanlagen genutzt werden kann.First, referring to 1 an exemplary bicycle brake disc 10 a front disc brake system 1 according to a disclosed embodiment of the present invention. The front disc brake system 10 has a bicycle disc brake caliper 2 and a brake operating mechanism 3 on. The bicycle brake disc 10 is fixed to the bicycle hub of a bicycle wheel (not shown). The bicycle disc brake caliper 2 is at the bicycle fork 4 mounted while the brake actuation mechanism 3 on the bicycle handlebar 5 is attached. Except for the bicycle brake disc 10 are mode of operation and construction of the front disc brake system 1 conventional and taught in the art. While also the front disc brake system 1 is illustrated in this embodiment as a hydraulic brake system, it is understood that the bicycle brake disc 10 can also be used with other types of brake systems.

Die Fahrrad-Bremsscheibe 10 verfügt über eine Bremsscheibengrundplatte 18, die ein Außenbauteil 12, das einen Kernabschnitt und einen Oberflächenabschnitt (gezeigt im Querschnitt A-A in 3) aufweist, wenigstens ein oder mehrere Zwischenbauteil(e) 14, die radial nach innen von dem Außenbauteil 12 verlaufen und das Außenbauteil 12 mit dem Nabenbefestigungsbauteil 16 verbinden, und das Nabenbefestigungsbauteil 16 aufweist, welches mit mehreren Befestigungsmitteln 6 an die inneren Enden der Zwischenbauteile 14 gekoppelt und so ausgebildet ist, dass es an der Fahrrad-Naben-Baueinheit des Fahrrads (nicht gezeigt) montiert werden kann. In dieser Ausführungsform sind das Außenbauteil 12, die Zwischenbauteile 14 und das Nabenbefestigungsbauteil 16 integral als einstückiges Bauteil aus Metall ausgebildet. In anderen Ausführungsformen können das Außenbauteil 12, die Zwischenbauteile 14 und das Nabenbefestigungsbauteil 16 aber auch separate Stücke sein, die nicht integral ausgebildet sind. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen wenigstens ein Zwischenbauteil 14 separat von dem Außenbauteil 12 sein, und das wenigstens eine Zwischenbauteil kann integral mit dem Nabenbefestigungsbauteil ausgebildet sein. Zum Beispiel können, wie schematisch an 14A gezeigt, die Zwischenbauteile separat ausgebildet sein und später mit Befestigungsmitteln wie Schrauben am Außenbauteil 12 befestigt werden. Bei einer solchen Ausgestaltung sind üblicherweise alle Zwischenbauteile 14 integral mit dem Nabenbefestigungsbauteil 16, aber separat vom Außenbauteil ausgebildet; es sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich, wie beispielsweise die wechselseitige Anordnung von integral ausgebildeten und mit Befestigungsmitteln befestigten Zwischenbauteilen entlang des Umfangs der Bremsscheibe. In anderen Ausführungsformen kann wenigstens ein Zwischenbauteil 14 integral mit dem Außenbauteil 12 ausgebildet sein, und das wenigstens eine Zwischenbauteil 14 kann separat ausgebildet und mit einem Befestigungsmittel am Nabenbefestigungsbauteil 16 befestigt sein, wie an 14B veranschaulicht. Üblicherweise sind bei einer solchen Ausgestaltung alle Zwischenbauteile 14 integral mit dem Außenbauteil 12 und separat von dem Nabenbefestigungsbauteil 16 ausgebildet und an diesem befestigt; wie oben erwähnt, können sich die integral ausgebildeten und mit Befestigungsmitteln befestigten Seiten der Zwischenbauteile 14 beispielsweise aber auch abwechseln. Wie oben in der dargestellten Ausführungsform beschrieben, versteht es sich, dass wenigstens ein und üblicherweise alle Zwischenbauteile 14 integral sowohl mit dem Außenbauteil 12 als auch dem Nabenbefestigungsbauteil 16 ausgebildet sind. Ferner kann wenigstens eines von dem Außenbauteil 12 und wenigstens eines der Zwischenbauteile 14 wenigstens eine Durchgangsbohrung 20a, 20b aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform sind mehrere Durchgangsbohrungen 20a, 20b gezeigt, die von einer ersten Seitenfläche zu einer zweiten Seitenfläche, gegen die die Bremsklötze gedrückt werden, verlaufen und mit einer im Wesentlichen einheitlichen Dichte über die gesamten Seitenflächen des Außenbauteils verteilt sind. Die Durchgangsbohrungen 20 sorgen zum einen dafür, dass ein Luftstrom die durch die Bremsreibung verursachte Wärme verteilt, und machen zum anderen das Außenbauteil leichter.The bicycle brake disc 10 has a brake disc base plate 18 , which is an exterior component 12 having a core portion and a surface portion (shown in cross section AA in FIG 3 ), at least one or more intermediate components (e) 14 radially inward of the outer member 12 run and the exterior part 12 with the hub mounting component 16 connect, and the hub attachment member 16 having, which with a plurality of fastening means 6 to the inner ends of the intermediate components 14 coupled and adapted to be mounted on the bicycle hub assembly of the bicycle (not shown). In this embodiment, the outer member 12 , the intermediate parts 14 and the hub attachment component 16 integrally formed as a one-piece metal component. In other embodiments, the exterior member may 12 , the intermediate parts 14 and the hub attachment component 16 but also be separate pieces that are not integrally formed. For example, in some embodiments, at least one intermediate component 14 separately from the exterior component 12 be, and the at least one intermediate member may be formed integrally with the hub mounting member. For example, as shown schematically 14A shown, the intermediate components may be formed separately and later with fasteners such as screws on the outer component 12 be attached. In such a configuration, usually all intermediate components 14 integral with the hub mounting component 16 but formed separately from the outer member; but there are also other embodiments possible, such as the mutual arrangement of integrally formed and fastened with fastening means intermediate components along the circumference of the brake disc. In other embodiments, at least one intermediate component 14 integral with the exterior component 12 be formed, and that at least one intermediate component 14 may be formed separately and with a fastener on the hub mounting member 16 be attached as on 14B illustrated. Usually, in such an embodiment, all intermediate components 14 integral with the exterior component 12 and separately from the hub mounting member 16 trained and attached to this; As mentioned above, the integrally formed and fastened with fasteners sides of the intermediate components 14 For example, but also alternate. As described above in the illustrated embodiment, it is understood that at least one and usually all intermediate components 14 integral with both the exterior component 12 as well as the hub attachment component 16 are formed. Furthermore, at least one of the outer component 12 and at least one of the intermediate components 14 at least one through hole 20a . 20b exhibit. In the illustrated embodiment, a plurality of through holes 20a . 20b shown extending from a first side surface to a second side surface, against which the brake pads are pressed, and are distributed with a substantially uniform density over the entire side surfaces of the outer component. The through holes 20 On the one hand, they ensure that an airflow distributes the heat caused by the braking friction and, on the other hand, make the exterior component lighter.

2 zeigt eine Teilquerschnittsansicht einer herkömmlichen exemplarischen Fahrrad-Bremsscheibe, die einer Querschnittsansicht der Fahrrad-Bremsscheibe entlang der gepunkteten Linie A-A' in 1 entsprechen würde. Der Kernabschnitt 222 der Bremsscheibengrundplatte 221 weist eine Außenumfangskante 222a und eine Innenumfangskante 222b auf. Die Zwischenbauteile verlaufen radial nach innen von der Innenumfangskante 222b des Kernabschnitts 222. Die Bremsscheibengrundplatte 221 weist erste und zweite Grundflächen 221a und 221b auf, die in entgegengesetzten axialen Richtungen der Fahrrad-Bremsscheibe 212 einander zugewandt sind. Die ersten und zweiten Grundflächen 221a und 221b sind ebene Flächen, die über den Kernabschnitt 222, die Zwischenbauteile und die Nabenbefestigungsbauteile verlaufen. Die ersten und zweiten Flächen 221a und 221b müssen nicht zwangsläufig in allen Bereichen eben sein. Beispielsweise können die ersten und zweiten Grundflächen 221a und 221b in den Bereichen der Zwischenbauteile und der Nabenbefestigungsbauteile konturiert sein. 2 shows a partial cross-sectional view of a conventional exemplary bicycle brake disc, which is a cross-sectional view of the bicycle brake disc along the dotted line AA 'in 1 would correspond. The core section 222 the brake disc base plate 221 has an outer peripheral edge 222a and an inner peripheral edge 222b on. The intermediate components extend radially inward from the inner peripheral edge 222b of the core section 222 , The brake disc base plate 221 has first and second bases 221a and 221b on, in the opposite axial directions of the bicycle brake disc 212 facing each other. The first and second surfaces 221a and 221b are flat surfaces that over the core section 222 , the intermediate components and the hub mounting components run. The first and second surfaces 221a and 221b do not necessarily have to be level in all areas. For example, the first and second bases 221a and 221b be contoured in the areas of the intermediate components and the hub mounting components.

In der Ausführungsform nach dem Stand der Technik wurde die Fahrrad-Bremsscheibe 212 mittels eines Diffusionsprozesses chemisch so behandelt, dass sie ferner eine Oberflächenregion 230 aufweist, die eine Schutzregion auf der Bremsscheibengrundplatte 221 bildet. Üblicherweise ist die Oberflächenregion 230 eine Legierungszone oder -schicht mit einer einheitlichen Dicke, die chemisch auf allen freiliegenden Flächen der Bremsscheibengrundplatte 221 gebildet wird. Die Dicke der Oberflächenregion 230 variiert in Abhängigkeit der Zeitspanne, in der die Fahrrad-Bremsscheibe 212 dem Diffusionsprozess unterliegt. Das Mischmaterial wird wenigstens in die ersten und zweiten Grundflächen 221a und 221b infiltriert. Unter Anwendung des Diffusionsprozesses kann auch wenigstens eine oder beide der Umfangskanten 222a und 222b des Kernabschnitts 222 eine Diffusionszone aufweisen. Die Diffusionszone der Oberflächenregion 230 kann im Stand der Technik eine Aluminium- und Eisenverbindung aufweisen. In diesem Beispiel diffundiert das Aluminium unter Bildung einer Legierung durch das Eisen zu den ersten und zweiten Grundflächen 221a und 221b. Das Konzentrationsgefälle des Aluminiums verringert sich von den Außenflächen 230a und 230b in Richtung des Kernabschnitts 222, so dass die Konzentration des Aluminiums an den Außenflächen 230a und 230b, welche direkt die Bremsklötze des Fahrrad-Scheibenbremssattels kontaktieren, höher ist. So sorgt die Diffusionszone der Oberflächenregion 230, die über dem Kernabschnitt 222 der Bremsscheibengrundplatte 221 liegt, sowohl für Strukturfestigkeit als auch Korrosionsbeständigkeit der Fahrrad-Bremsscheibe 212, insbesondere in Bereichen, wo die Fahrrad-Bremsscheibe 212 mit den Bremsklötzen des Fahrrad-Scheibenbremssattels in Kontakt kommt.In the prior art embodiment, the bicycle brake disk was used 212 chemically treated by a diffusion process to further form a surface region 230 having a protective region on the brake disc base plate 221 forms. Usually, the surface region 230 an alloy zone or layer of uniform thickness chemically deposited on all exposed surfaces of the brake disk base plate 221 is formed. The thickness of the surface region 230 varies depending on the length of time in which the bicycle brake disc 212 the Diffusion process subject. The mixed material is at least in the first and second bases 221a and 221b infiltrated. Using the diffusion process, at least one or both of the peripheral edges may also be used 222a and 222b of the core section 222 have a diffusion zone. The diffusion zone of the surface region 230 may in the prior art have an aluminum and iron compound. In this example, the aluminum diffuses to form an alloy through the iron to the first and second bases 221a and 221b , The concentration gradient of the aluminum decreases from the outer surfaces 230a and 230b in the direction of the core section 222 , so that the concentration of aluminum on the outside surfaces 230a and 230b which directly contact the brake pads of the bicycle disc brake caliper is higher. Thus, the diffusion zone provides the surface region 230 that over the core section 222 the brake disc base plate 221 lies, both for structural strength and corrosion resistance of the bicycle brake disc 212 especially in areas where the bicycle brake disc 212 comes into contact with the brake pads of the bicycle disc brake caliper.

Unter Bezugnahme auf 3 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Abschnitts des Außenbauteils 12 einer exemplarischen Fahrrad-Bremsscheibe 10 entlang der gepunkteten Linie A-A' in 1 gemäß einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Fahrrad-Bremsscheibe mit einer Drehmittenachse weist einen Kernabschnitt 22 und einen Oberflächenabschnitt 23 auf. Der Kernabschnitt 22 der Bremsscheibengrundplatte 18 enthält Eisen und weist eine Außenumfangskante 22a und eine Innenumfangskante 22b auf. Die Zwischenbauteile verlaufen radial nach innen von der Innenumfangskante 22b des Kernabschnitts 22. Die Bremsscheibengrundplatte 18 verfügt über erste und zweite Grundflächen 21a und 21b, die in entgegengesetzten axialen Richtungen der Fahrrad-Bremsscheibe 10 einander zugewandt sind. Die ersten und zweiten Grundflächen 21a und 21b sind ebene Flächen, die über den Kernabschnitt 22, die Zwischenbauteile und die Nabenbefestigungsbauteile verlaufen. Die ersten und zweiten Flächen 21a und 21b müssen nicht in allen Bereichen eben sein. Beispielsweise können die ersten und zweiten Grundflächen 21a und 21b in den Bereichen der Zwischenbauteile und der Nabenbefestigungsbauteile konturiert sein.With reference to 3 is an enlarged partial cross-sectional view of a portion of the outer member 12 an exemplary bicycle brake disc 10 along the dotted line AA 'in 1 according to a disclosed embodiment of the present invention. The bicycle brake disc having a rotational center axis has a core portion 22 and a surface portion 23 on. The core section 22 the brake disc base plate 18 contains iron and has an outer peripheral edge 22a and an inner peripheral edge 22b on. The intermediate components extend radially inward from the inner peripheral edge 22b of the core section 22 , The brake disc base plate 18 has first and second surfaces 21a and 21b in the opposite axial directions of the bicycle brake disc 10 facing each other. The first and second surfaces 21a and 21b are flat surfaces that over the core section 22 , the intermediate components and the hub mounting components run. The first and second surfaces 21a and 21b do not have to be flat in all areas. For example, the first and second bases 21a and 21b be contoured in the areas of the intermediate components and the hub mounting components.

Die Fahrrad-Bremsscheibe 10 wurde in einem Diffusionsprozess chemisch so behandelt, dass sie ferner einen Oberflächenabschnitt 23 aufweist, der eine Schutzregion auf der Außenfläche des Kernabschnitts 22 bildet. In einigen Ausführungsformen können die Durchgangsbohrungen 20a, 20b mittels des Diffusionsprozesses auch Umfangsflächen aufweisen, die den gesamten Oberflächenabschnitt 23 bilden, der eine Schutzregion auf der Außenfläche des Kernabschnitts 22 bildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Oberflächenabschnitt 23 eine Legierungszone oder -schicht mit einer einheitlichen Dicke, die chemisch auf allen freiliegenden Flächen der Bremsscheibengrundplatte 18 gebildet wird. Ohne Beschränkung auf diese Ausführungsform können aber auch andere Ausführungsformen einen Oberflächenabschnitt 23 aufweisen, der chemisch nur in begrenzten Bereichen der freiliegenden Flächen der Bremsscheibengrundplatte 18 gebildet wird.The bicycle brake disc 10 was chemically treated in a diffusion process to further include a surface portion 23 having a protective region on the outer surface of the core portion 22 forms. In some embodiments, the through-holes 20a . 20b by means of the diffusion process also have peripheral surfaces which cover the entire surface section 23 forming a protective region on the outer surface of the core portion 22 forms. In the present embodiment, the surface portion is 23 an alloy zone or layer of uniform thickness chemically deposited on all exposed surfaces of the brake disk base plate 18 is formed. However, without limitation to this embodiment, other embodiments may include a surface portion 23 chemically only in limited areas of the exposed surfaces of the brake disc base plate 18 is formed.

Der Oberflächenabschnitt 23 weist ein Konzentrationsgefälle und eine Diffusionszone mit einem Mischmaterial, enthaltend Eisen, Aluminium und Chrom, das wenigstens in die ersten und zweiten Grundflächen 21a und 21b diffundiert und infiltriert wird, gefolgt vom Konzentrationsgefälle von Chrom und Aluminium in axialer Richtung parallel zur Drehmittenachse der Fahrrad-Bremsscheibenvorrichtung 10, auf. Das Konzentrationsgefälle von Chrom nimmt von der Außenfläche des Oberflächenabschnitts 23 in Richtung des Kernabschnitts ab, so dass die höchste Konzentration an Chrom auf den Außenflächen, den ersten und zweiten Außenflächen 30a und 30b, erzielt wird, während die niedrigste Konzentration an Chrom in den Innenteilen des Oberflächenabschnitts erzielt wird. Da auf den ersten und zweiten Außenflächen 30a und 30b die höchste Konzentration an Chrom erzielt wird, besitzt die Fahrrad-Bremsscheibe 10 Strukturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Bereichen, in denen die Fahrrad-Bremsscheibe 10 mit den Bremsklötzen des Fahrrad-Scheibenbremssattels in Kontakt kommt.The surface section 23 has a concentration gradient and a diffusion zone with a mixed material containing iron, aluminum and chromium, at least in the first and second bases 21a and 21b diffused and infiltrated, followed by the concentration gradient of chromium and aluminum in the axial direction parallel to the rotational center axis of the bicycle brake disc device 10 , on. The concentration gradient of chromium decreases from the outer surface of the surface portion 23 towards the core portion, leaving the highest concentration of chromium on the outer surfaces, the first and second outer surfaces 30a and 30b , is achieved while achieving the lowest concentration of chromium in the interior portions of the surface portion. As on the first and second outside surfaces 30a and 30b The highest concentration of chromium is achieved by the bicycle brake disc 10 Structural strength and corrosion resistance, especially in areas where the bicycle brake disc 10 comes into contact with the brake pads of the bicycle disc brake caliper.

Wenigstens eine oder beide der Umfangskanten 22a und 22b des Kernabschnitts 22 können auch eine Diffusionszone aufweisen. In diesem Beispiel diffundieren unter Bildung einer Legierung Aluminium und Chrom in die ersten und zweiten Grundflächen 21a und 21b. Die beanspruchte Legierung, bestehend aus Eisen, Aluminium und Chrom, ist gegenüber einer, die nur aus Eisen und Aluminium besteht, hervorragend, da mit der beanspruchten Legierung in Verbindung mit Abschreckhärten eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Strukturfestigkeit erzielt werden, so dass die Vickers-Härte (Hv) des Oberflächenabschnitts größer als oder gleich 250 oder kleiner als oder gleich 1000 ist.At least one or both of the peripheral edges 22a and 22b of the core section 22 may also have a diffusion zone. In this example, aluminum and chromium diffuse into the first and second bases to form an alloy 21a and 21b , The claimed alloy, consisting of iron, aluminum and chromium, is excellent over that consisting only of iron and aluminum, since the claimed alloy in combination with quenching hardness provides improved corrosion resistance, wear resistance and structural strength, so that the Vickers Hardness (Hv) of the surface portion is greater than or equal to 250 or less than or equal to 1000.

Unter Bezugnahme auf 4 werden die Herstellungsschritte zur Bildung einer Fahrrad-Bremsscheibe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Herstellung der Fahrrad-Bremsscheibe umfasst vier Schritte: (S1) Pressen, (S2) Diffusion, (S3) Abschrecken und (S4) Schleifen. In Schritt S1 wird die Bremsscheibe in einem Pressverfahren gebildet, indem das Eisengrundmaterial in die gewünschte Form gepresst wird, die dem Außenbauteil entspricht. Da die Korrosionsbeständigkeit durch die Porosität, Härte und Oberflächengüte des Kernsubstrats beeinflusst werden kann, muss darauf geachtet werden, dass ein Eisengrundmaterial gepresst wird, das frei von Rissen, Poren und Unregelmäßigkeiten ist.With reference to 4 The manufacturing steps for forming a bicycle brake disc of an embodiment of the present invention are illustrated. The manufacture of the bicycle brake disc comprises four steps: (S1) pressing, (S2) diffusion, (S3) quenching and (S4) Grind. In step S1, the brake disk is formed in a pressing process by pressing the iron base material into the desired shape that corresponds to the outer component. Since corrosion resistance can be affected by the porosity, hardness, and surface finish of the core substrate, care must be taken to press an iron base that is free of cracks, pores, and irregularities.

In Schritt S2 wird der Oberflächenabschnitt mittels eines Diffusionsprozesses gebildet. In dem Diffusionsprozess diffundieren Chrom und Aluminium durch Erwärmen auf ungefähr 900–1.000°C in Medien (fest, flüssig oder gasförmig), die reich an Chrom und Aluminium sind, in das Eisengrundmaterial, wodurch Härte, Strukturfestigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit erzielt werden. Die Dicke des Oberflächenabschnitts wird durch Regulieren der Diffusionszeit und -temperatur der Medien während des Diffusionsprozesses kontrolliert. Die Temperatur der Medien wird innerhalb des obigen Bereiches gehalten, da ein Überschreiten der oberen Temperaturgrenze den anschließenden Abschreckhärteprozess beeinträchtigen könnte.In step S2, the surface portion is formed by a diffusion process. In the diffusion process, by heating to about 900-1,000 ° C in media (solid, liquid or gas) rich in chromium and aluminum, chromium and aluminum diffuse into the iron base material, thereby achieving hardness, structural strength, wear resistance and corrosion resistance. The thickness of the surface portion is controlled by regulating the diffusion time and temperature of the media during the diffusion process. The temperature of the media is kept within the above range because exceeding the upper temperature limit could affect the subsequent quench hardening process.

In Schritt S3 wird der Oberflächenabschnitt der Bremsscheibe durch Abschrecken gehärtet. In dem Abschreckhärteprozess wird das erwärmte Metall rasch abgekühlt, was die Bildung aller kristallinen Strukturen verhindert, was zu einem amorphen Metall führt, das strukturfest und splitterbeständig ist, wodurch ein hoher Grad an Zähigkeit und Verformbarkeit erzielt wird. Eine erfolgreiche Behandlung erfordert, dass das erwärmte Metall unmittelbar nach dem Diffusionsprozess vollständig abgekühlt und schnellstmöglich abgeschreckt wird. Zur Umsetzung einer erfolgreichen Behandlung können verschiedene Abschreckmedien eingesetzt werden, wie Wasser, Öl, Polymere oder Zwangsbelüftung (Umluft). Die Abschreckbehandlung sollte so gesteuert werden, dass sich in dem abgekühlten Metall keine inneren Spannungen bilden. In einigen Ausführungsformen kann im Herstellungsverfahren für die Bremsscheibe der Abschreckhärteprozess übersprungen werden, um Herstellungszeit und -kosten zu verringert. In anderen Ausführungsformen kann die Bremsscheibe zur Durchführung des Temperns zweimal dem Diffusionsprozess und Abschreckhärten unterzogen werden.In step S3, the surface portion of the brake disc is hardened by quenching. In the quench hardening process, the heated metal is rapidly cooled, preventing the formation of all crystalline structures, resulting in an amorphous metal that is structurally sound and resistant to splintering, thereby providing a high degree of toughness and ductility. Successful treatment requires that the heated metal be completely cooled and quenched as soon as possible after the diffusion process. To implement a successful treatment, various quenching media can be used, such as water, oil, polymers or forced ventilation (circulating air). The quenching treatment should be controlled so that no internal stresses form in the cooled metal. In some embodiments, in the brake disk manufacturing process, the quench hardening process may be skipped to reduce manufacturing time and cost. In other embodiments, the brake disk may be subjected to the diffusion process and quench hardening twice to perform annealing.

In Schritt S4 wird die Außenfläche des Oberflächenabschnitts mittels eines Schleifprozesses gebildet. In dem Schleifprozess, einem rein optionalen Schritt, kann die gewünschte Dicke des Oberflächenabschnitts durch Abschleifen von Teilen des Oberflächenabschnitts, beginnend von der Oberfläche, erhalten und den Maßen der Scheibenbremsanlage angepasst werden, während der Chrom- und Aluminiumgehalt des Oberflächenabschnitts nicht übermäßig beeinträchtigt wird. Die Dicke des Oberflächenabschnitts kann in einigen Ausführungsformen bevorzugt größer als 10 μm sein, starker bevorzugt größer als 50 μm und am stärksten bevorzugt größer als 70 μm. In anderen Ausführungsformen kann das Herstellungsverfahren so kalibriert werden, dass zum Einstellen der Fahrrad-Bremsscheibe auf die Maße der Scheibenbremsanlage kein Schleifvorgang erforderlich ist.In step S4, the outer surface of the surface portion is formed by a grinding process. In the grinding process, a purely optional step, the desired thickness of the surface portion can be obtained by grinding portions of the surface portion, starting from the surface, and adjusting the dimensions of the disc brake assembly while not unduly compromising the chromium and aluminum content of the surface portion. The thickness of the surface portion may, in some embodiments, preferably be greater than 10 μm, more preferably greater than 50 μm, and most preferably greater than 70 μm. In other embodiments, the manufacturing process may be calibrated such that no grinding operation is required to set the bicycle brake disc to the dimensions of the disc brake system.

Wie in 5A gezeigt, hängt die Konzentration von Chrom im Oberflächenabschnitt an einem gegebenen Punkt von dessen Abstand von der Außenfläche ab. Hier ist die Beziehung bei ungefähr 900°C zwischen der Konzentration an Chrom im Oberflächenabschnitt an einem gegebenen Punkt, seinem Abstand von der Außenfläche und dem Zeitraum des Diffusionsvorgangs für Fälle gezeigt, in denen das Eisengrundmaterial in Medien (fest, flüssig oder gasförmig), die reich an Chrom und Aluminium sind, auf 900°C erwärmt wird. Bei jeder Diffusionskurve fällt die Konzentration an Chrom im Oberflächenabschnitt mit wachsendem Abstand von der Außenfläche. Mit steigenden Diffusionszeiten stehen Chrom und Aluminium mehr Zeit zur Diffusion durch den Oberflächenabschnitt zur Verfügung, wodurch die Konzentration an Chrom im gesamten Oberflächenabschnitt zunimmt und Chrom und Aluminium tiefer in das Eisengrundmaterial eindringen können, was auch die Dicke des Oberflächenabschnitts in dem Prozess erhöht. Zu lange Diffusionszeiten können jedoch zu einer zu geringen Konzentration an Eisen in der Außenfläche des Oberflächenabschnitts führen, was dazu führt, dass der Oberflächenabschnitt einige der Eigenschaften, die das Eisengrundmaterial bereitstellt, wie hervorragende Wärmeabgabe, verliert. Daher sollte im Diffusionsvorgang idealerweise ein Gleichgewicht zwischen den Endanteilen von Eisen, Chrom und Aluminium im Oberflächenabschnitt erzielt werden.As in 5A As shown, the concentration of chromium in the surface portion at a given point depends on its distance from the outside surface. Here, the relationship at about 900 ° C between the concentration of chromium in the surface portion at a given point, its distance from the outer surface, and the period of the diffusion process is shown for cases where the iron base material in media (solid, liquid or gaseous), rich in chromium and aluminum, heated to 900 ° C. For each diffusion curve, the concentration of chromium in the surface portion decreases with increasing distance from the outer surface. With increasing diffusion times, more time is available for chromium and aluminum to diffuse through the surface portion, which increases the concentration of chromium throughout the surface portion and allows chromium and aluminum to penetrate deeper into the iron base material, which also increases the thickness of the surface portion in the process. However, too long diffusion times may result in too low a concentration of iron in the outer surface of the surface portion, causing the surface portion to lose some of the properties that the iron base material provides, such as excellent heat release. Therefore, in the diffusion process ideally a balance between the final proportions of iron, chromium and aluminum in the surface section should be achieved.

Wie in 5B gezeigt, hängt die Konzentration an Chrom im Oberflächenabschnitt an einem gegebenen Punkt von dessen Abstand von der Außenfläche ab. Hier ist die Beziehung bei ungefähr 1.000°C zwischen der Konzentration an Chrom im Oberflächenabschnitt an einem gegebenen Punkt, seinem Abstand von der Außenfläche und dem Zeitraum des Diffusionsprozesses für Fälle gezeigt, in denen das Eisengrundmaterial in Medien (fest, flüssig oder gasförmig), die reich an Chrom und Aluminium sind, auf 1.000°C erwärmt wird. Vergleiche zwischen den 5A und 5B lassen darauf schließen, dass bevorzugt das Erwärmen des Eisengrundmaterials auf 1.000°C, eher als auf 900°C, die Chromkonzentration im gesamten Oberflächenabschnitt verbessert. Auch scheinen die Diffusionskurven weniger steil abzufallen als die in Fällen, wo das Eisengrundmaterial in Medien, die reich an Chrom und Aluminium sind, auf 900°C erwärmt wird. Daher lassen die Daten darauf schließen, dass die Durchführung des Diffusionsprozesses bei 1.000°C, eher als bei 900°C, zu Chromkonzentrationen führt, die nahe der Außenfläche konsistenter sind. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Außenfläche geschliffen wird, um die gewünschte Dicke des Oberflächenabschnitts zu erzielen, die den Maßen der Scheibenbremsanlage entspricht.As in 5B As shown, the concentration of chromium in the surface portion at a given point depends on its distance from the outside surface. Here, the relationship at about 1,000 ° C between the concentration of chromium in the surface portion at a given point, its distance from the outer surface, and the period of the diffusion process is shown for cases where the iron base material in media (solid, liquid or gaseous), the rich in chromium and aluminum, heated to 1,000 ° C. Comparisons between the 5A and 5B suggest that heating the iron base to 1000 ° C, rather than 900 ° C, preferably improves the chromium concentration throughout the surface section. Also, the diffusion curves appear to fall less steeply than in cases where the iron base material in media rich in chromium and aluminum is heated to 900 ° C. Therefore, the data suggest that conducting the diffusion process at 1,000 ° C, rather than 900 ° C, results in chromium concentrations that are more consistent near the outside surface. This is particularly advantageous when the outer surface is ground to achieve the desired thickness of the surface portion, which corresponds to the dimensions of the disc brake system.

Die obigen Ausführungsformen verbessern die Korrosionsbeständigkeit einer aus Eisen bestehenden Fahrrad-Bremsscheibe, indem der Außenfläche der Fahrrad-Bremsscheibe neben Aluminium Chrom zugegeben wird. Als ein weiterer Vorteil gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Strukturfestigkeit und Härte der Außenfläche der Fahrrad-Bremsscheibe verbessert. Im Ergebnis wird die Verschleißschutzeigenschaft verbessert.The above embodiments improve the corrosion resistance of an iron-made bicycle brake disc by adding chromium to the outer surface of the bicycle brake disc besides aluminum. As a further advantage according to the embodiment of the present invention, the structural strength and hardness of the outer surface of the bicycle brake disc are improved. As a result, the anti-wear property is improved.

Wie hierin verwendet, sollen der Ausdruck „umfassend” und seine Ableitungen offene Begriffe sein, die die Gegenwart der angeführten Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte spezifizieren. Dieses Konzept gilt auch für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, wie beispielsweise die Ausdrücke „aufweisen”, „enthalten” und ihre Ableitungen.As used herein, the term "comprising" and its derivatives are intended to be open-ended terms that specify the presence of the recited features, elements, components, groups, integers, and / or steps. This concept also applies to words of similar meaning, such as the terms "have", "contain" and their derivatives.

Wie hierin verwendet, sollen der Ausdruck „Fahrrad” und seine Ableitungen offene Ausdrücke sein, die ein Vehikel oder eine Maschine spezifizieren, bei dem/der ein Rad beim Treten durch die Aktion der Füße des Radfahrers gedreht wird, und umfassen Straßen-Fahrräder, stationäre Fahrräder, Heimtrainer, Hallen-Fahrräder und dergleichen.As used herein, the term "bicycle" and its derivatives are intended to be open-ended terms specifying a vehicle or machine in which a wheel is rotated while pedaling through the action of the cyclist's feet, and include road bikes, stationary Bicycles, exercise bikes, indoor bikes and the like.

Die Ausdrücke des Grades wie „ungefähr”, wie sie hierin verwendet werden, sind als ein angemessenes Maß an Abweichung von dem modifizierten Ausdruck zu verstehen, so dass das Endergebnis nicht signifikant verändert wird (z. B. Herstellungstoleranzen).The terms of degree such as "about" as used herein are to be understood as an appropriate amount of deviation from the modified term such that the end result is not significantly changed (e.g., manufacturing tolerances).

Auch wenn spezielle Ausführungsformen der Fahrrad-Bremsscheibe ausführlich beschrieben worden sind, sollen die speziellen offenbarten Anordnungen lediglich der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung dienen. Die Merkmale der oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen sowie Modifikationen davon können verschieden kombiniert werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.Although specific embodiments of the bicycle brake disc have been described in detail, the particular arrangements disclosed are intended to be illustrative rather than limiting. The features of the various embodiments described above, as well as modifications thereof, may be variously combined without departing from the scope of the disclosure.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: vordere Scheibenbremsanlagefront disc brake system
22: Bremssattelcaliper
33: BremsbetätigungsmechanismusBrake actuating mechanism
44: Fahrrad-GabelBicycle Fork
55: Lenkstangehandlebars
1010: Bremsscheibebrake disc
1212: Außenbauteilexternal component
1414: Zwischenbauteilbetween component
14A14A: Befestigungsmittelfastener
14B14B: Befestigungsmittelfastener
1616: NabenbefestigungsbauteilHub attachment component
1818: BremsscheibengrundplatteBrake discs base
20a20a: DurchgangsbohrungThrough Hole
20b20b: DurchgangsbohrungThrough Hole
21a21a: erste Grundflächefirst floor space
21b21b: zweite Grundflächesecond floor space
2222: Kernabschnittcore section
22a22a: AußenumfangskanteOuter peripheral edge
22b22b: InnenumfangskanteInner peripheral edge
2323: Oberflächenabschnittsurface section
30a30a: erste Außenflächefirst outer surface
30b30b: zweite Außenflächesecond outer surface
212212: Fahrrad-BremsscheibeBicycle brake disc
221221: BremsscheibengrundplatteBrake discs base
221a221a: erste Grundflächefirst floor space
221b221b: zweite Grundflächesecond floor space
222222: Kernabschnittcore section
222a222a: AußenumfangskanteOuter peripheral edge
222b222b: InnenumfangskanteInner peripheral edge
230230: Oberflächenregionsurface region
230a230a: Außenflächeouter surface
230b230b: Außenflächeouter surface

Claims

Bicycle brake disc device ( 10 ) having a rotational center axis, wherein the bicycle brake disc device ( 10 ): a core section containing iron ( 22 ) and a surface section ( 23 ), which is on the outer surface ( 21a . 21b . 22a . 22b ) of the core section ( 22 ), wherein the surface portion ( 23 ) Contains iron, aluminum and chromium and the surface section ( 23 ) has a concentration gradient of chromium in the axial direction parallel to the rotational center axis.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the concentration of chromium from the outer surface ( 30a . 30b ) of the surface portion in the direction of the core portion ( 22 ) decreased.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the surface portion ( 23 ) further comprises a mixed material containing iron and aluminum.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the surface portion ( 23 ) is formed by means of a diffusion process.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 3, wherein the surface portion ( 23 ) is hardened by quenching.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the outer surface ( 30a . 30b ) of the surface section ( 23 ) is formed by means of a grinding process.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the thickness of the surface portion ( 23 ) is greater than 10 microns.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the thickness of the surface portion ( 23 ) is greater than 50 microns.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the thickness of the surface portion ( 23 ) is greater than 70 microns.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the Vickers hardness (Hv) of the surface portion ( 23 ) is greater than or equal to 250.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, wherein the Vickers hardness (Hv) of the surface portion ( 23 ) is less than or equal to 1,000.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 1, further comprising: an external component ( 12 ), which is the core section ( 18 ) and the surface portion ( 23 ) having; a hub mounting component ( 16 ) adapted to be mounted on the bicycle-hub assembly of the bicycle; and at least one intermediate component ( 14 ), which is the external component ( 12 ) and the hub mounting component ( 16 ) connects.

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 12, wherein at least the outer component ( 12 ) or the at least one intermediate component ( 16 ) at least one through-bore ( 20a . 20b ) having a circumferential surface and the peripheral surface covering the entire surface portion ( 23 ).

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 12, wherein the at least one intermediate component ( 14 ) integral with the outer component ( 12 ).

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 12, wherein the at least one intermediate component ( 14 ) integral with the hub mounting component ( 16 ).

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 12, wherein the at least one intermediate component ( 14 ) integral with the outer component ( 12 ) and the hub mounting component ( 16 ).

Bicycle brake disc device ( 10 ) according to claim 12, wherein the at least one intermediate component ( 14 ) separately from the outer component ( 12 ).