DE102018112035B3

DE102018112035B3 - Automotive brake disc

Info

Publication number: DE102018112035B3
Application number: DE102018112035.4A
Authority: DE
Inventors: Manuel Wirth
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2038-05-19

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Bremsscheibe (10) mit einem Bremsscheibenring (12 14) aus einem tragenden Scheibenringkörper (15) aus einem Scheibenring-Werkstoff und aus einer Reibfläche (20) auf der distalen Seite des Bremsscheibenrings (12, 14), die von einer Hartbeschichtung (22) gebildet ist, die härter als der Scheibenring-Werkstoff ist. Die Hartbeschichtung (22) weist mindestens eine optische Markierung (24) auf, die durch eine Strukturänderungszone (26) der Sichtseite der Hartbeschichtung (22) gebildet ist.The invention relates to a motor vehicle brake disc (10) having a brake disc ring (12 14) comprising a supporting disc ring body (15) made of a disc ring material and a friction surface (20) on the distal side of the brake disc ring (12, 14). which is formed by a hard coating (22) which is harder than the disc ring material. The hard coating (22) has at least one optical marking (24) which is formed by a structure change zone (26) of the visible side of the hard coating (22).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Bremsscheibe.The invention relates to a motor vehicle brake disc.

Aus DE 10 2011 056 307 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Bremsscheibe bekannt, die zwei zueinander parallele Bremsscheibenringe aus Grauguss-Scheibenringkörpern aufweist, deren Reibflächen auf den distalen Seiten der Scheibenringkörper jeweils von einer aufgebrachten Hartbeschichtung gebildet sind, die erheblich härter ist als der Scheibenringkörper-Werkstoff.Out DE 10 2011 056 307 A1 a motor vehicle brake disc is known, which has two mutually parallel brake discs rings of cast iron disc ring bodies whose friction surfaces are formed on the distal sides of the disc ring body each of an applied hard coating, which is considerably harder than the disc ring body material.

Wegen der Härte der Hartbeschichtung kann die Reibfläche nicht ohne erheblichen Qualitätsverlust materialabtragend bearbeitet werden, was unter technischen oder optischen Sicht nachteilig sein kann.Because of the hardness of the hard coating, the friction surface can not be machined without significant loss of quality, which can be disadvantageous under technical or optical point of view.

Aus DE 10 2014 008 844 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Bremsscheibe bekannt, die auf ihrer Deckschicht Markierungen aufweist, die durch einen gepulsten Laser aufgebracht werden.Out DE 10 2014 008 844 A1 For example, a motor vehicle brake disc is known which has marks on its cover layer which are applied by a pulsed laser.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine gestaltbare Kraftfahrzeug-Bremsscheibe zu schaffen.The object of the invention is in contrast to provide a customizable automotive brake disc.

Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bremsscheibe weist mindestens einen Bremsscheibenring aus einem Scheibenringkörper auf, der aus einem Scheibenringkörper-Werkstoff besteht. Die Reibfläche auf der distalen Seite des Bremsscheibenrings wird von einer Hartbeschichtung gebildet, die aus einem anderen Werkstoff besteht, als der Scheibenringkörper und die härter ist als der Scheibenringkörper-Werkstoff. Unter der distalen Seite wird vorliegend stets die Seite des Scheibenringskörpers verstanden, die im montierten Zustand der Bremsscheibe an den fahrzeugseitig feststehenden Bremsbelag angrenzt und mit diesem interagiert. Bei einer Bremsscheibe mit zwei Reibflächen ist die distale Seite des Bremsscheibenrings also die jeweils axial von der Bremsscheiben-Körpermitte abgewandte Seite. Eine Bremsscheibe kann von einem einzigen Bremsscheibenring gebildet werden, der zweiseitig eine Reibfläche aufweist, oder kann von zwei zueinander beabstandeten Bremsscheibenringen gebildet sein, die jeweils einseitig eine Reibfläche aufweisen.The motor vehicle brake disc according to the invention has at least one brake disc ring made of a disc ring body which consists of a disc ring body material. The friction surface on the distal side of the brake disk ring is formed by a hard coating, which is made of a different material than the disc ring body and which is harder than the disc ring body material. In the present case, the distal side is always understood as the side of the disc ring body which, in the mounted state of the brake disc, adjoins the brake pad fixed to the vehicle and interacts with it. In the case of a brake disk with two friction surfaces, the distal side of the brake disk ring is therefore the side which is in each case axially remote from the brake disk center of the body. A brake disk can be formed by a single brake disk ring, which has a friction surface on two sides, or can be formed by two brake disk rings which are spaced apart from one another and each have a friction surface on one side.

Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Bremsscheibe weist eine oder mehrere optische Markierungen auf, die gleichförmig sind und die jeweils durch eine Strukturänderungszone der Sichtseite der Hartbeschichtung gebildet sind.The motor vehicle brake disc according to the invention has one or more optical markings which are uniform and which are each formed by a structure change zone of the visible side of the hard coating.

Im Bereich der Strukturänderungszone ist die Hartbeschichtung strukturell derart verändert, dass sie im sichtbaren Spektrum des Lichts ein anderes optisches Verhalten aufweist als die Hartbeschichtung außerhalb der Strukturänderungszone. Insbesondere die reflexiven optischen Eigenschaften der Strukturänderungszone sind verändert. Auf diese Weise kann eine optische Markierung auf die Reibfläche dauerhaft aufgebracht werden, ohne dass hierfür die Hartbeschichtung im Bereich der Markierung abgetragen ist oder aber ihrerseits beschichtet ist. Die Planizität der Hartbeschichtung bleibt vollflächig erhalten und auch die physikalischen und technischen Eigenschaften der Hartbeschichtung bleiben im Bereich der Markierung im Wesentlichen die Gleichen, wie außerhalb der Markierung.In the region of the structure change zone, the hard coating is structurally changed in such a way that it has a different optical behavior in the visible spectrum of the light than the hard coating outside the structure change zone. In particular, the reflective optical properties of the structure change zone are changed. In this way, an optical marking can be applied permanently to the friction surface, without the hard coating being removed in the region of the marking for this purpose or being coated for its part. The planicity of the hard coating is retained over the entire area and also the physical and technical properties of the hard coating remain substantially the same in the region of the marking as outside the marking.

Es sind mehrere gleichförmige optische Markierungen vorgesehen, die kreisscheibenförmig konturiert sind und einen Durchmesser von 3-15 mm aufweisen. Mit derartigen optischen Markierungen können an den Bremsscheiben optisch Perforationsbohrungen angedeutet werden, was vom Rezipienten als sportliches Design empfunden werden kann. Es können aber auch beliebige andere Geometrien oder Formen als optisch angedeutete Perforationsbohrungen erzeugt werden.There are several uniform optical markings are provided, which are contoured circular disk and have a diameter of 3-15 mm. With such optical markings perforation holes can be optically indicated on the brake discs, which can be perceived by the recipient as a sporty design. However, it is also possible to generate any other geometries or shapes than optically indicated perforation holes.

Besonders bevorzugt besteht der Scheibenringkörper aus Grauguss und besteht die Hartbeschichtung aus Wolframcarbid. Diese Werkstoff-Kombination hat sich als besonders stabil und abriebbeständig erwiesen.Particularly preferably, the disc ring body consists of gray cast iron and the hard coating consists of tungsten carbide. This material combination has proven to be particularly stable and resistant to abrasion.

Vorzugsweise ist die Reibfläche vollständig öffnungsfrei ausgebildet, weist also keinerlei Perforationsbohrungen oder andere Öffnungen oder Ausnehmungen im Bereich der Hartbeschichtung auf.Preferably, the friction surface is formed completely free of openings, so has no perforation holes or other openings or recesses in the hard coating on.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Strukturänderungszone durch einen Wärmeeintrag hergestellt. Der Wärmeeintrag erfolgt lokal sehr begrenzt und mit derart hohen Temperaturen, dass die Struktur in diesem Bereich derart verändert ist, dass sie optisch verändert ist gegenüber der Oberfläche außerhalb des Wärmeeintrags. Durch den Wärmeeintrag werden beispielsweise Oxidationsprodukte in die Hartschicht eingelagert, die eine dunkle Verfärbung zur Folge haben und sich somit von der unverfärbten und glänzenden Oberfläche außerhalb der Strukturänderungszone optisch deutlich abheben. Die Oxidationsprodukte verändern das Reibverhalten der Hartbeschichtung nur minimal und haben somit keinen nennenswerten Einfluss auf die Reibeigenschaften der gesamten Hartbeschichtung.According to a preferred embodiment, the structure change zone is produced by a heat input. The heat input takes place locally very limited and with such high temperatures that the structure in this area is changed so that it is optically changed from the surface outside the heat input. By the heat input, for example, oxidation products are incorporated into the hard layer, which have a dark discoloration result and thus stand out clearly from the uncolored and glossy surface outside the structure change zone visually. The oxidation products change the friction behavior of the hard coating only minimally and thus have no appreciable influence on the friction properties of the entire hard coating.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Strukturänderungszone durch chemisches Ätzen erzeugt. Das chemische Ätzen erfolgt durch oberflächliches Anätzen der Hartbeschichtung in definierten Bereichen, wodurch in diesen Bereichen eine optische Veränderung erreicht wird. Durch chemisches Ätzen lassen sich verschiedene Farben bzw. Grautöne dauerhaft generieren.According to an alternative embodiment, the structure change zone is generated by chemical etching. The chemical etching is carried out by surface etching of the hard coating in defined areas, whereby an optical change is achieved in these areas. By chemical etching, different colors or shades of gray can be generated permanently.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung wird bzw. ist die Strukturänderungszone durch eine mechanisch erzeugte Haarrisszone gebildet. Die Haarrisszone kann beispielsweise durch Stempeldruck vor der Endbearbeitung bzw. vor dem finalen Glattschleifen der Hartbeschichtung erfolgen. Durch den lokalen mechanischen Druck auf die Hartbeschichtung bilden sich feine Haarrrisse, die optisch deutlich wahrnehmbar sind, jedoch mechanisch keinen nennenswerten Nachteil darstellen. Durch das folgende Glattschleifen der Oberfläche wird die Reibfläche homogen und glatt. Die Haarrisse im Bereich des Eindrucks bleiben jedoch wegen ihrer das Licht diffus reflektierenden Eigenschaft sichtbar und generieren auf diese Weise die optische Markierung.In a further alternative embodiment, the structure change zone is or is formed by a mechanically generated hairline crack zone. The hairline crack zone can be done, for example, by stamp printing before the finishing or before the final smooth grinding of the hard coating. Due to the local mechanical pressure on the hard coating, fine hairline cracks form, which are visually distinct, but do not present a noteworthy mechanical disadvantage. The following smooth grinding of the surface makes the friction surface homogeneous and smooth. However, the hairline cracks in the area of the impression remain visible because of their light-diffusely reflecting property and thus generate the optical marking.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Kraftfahrzeug-Bremsscheibe mit zwei Bremsscheibenringen jeweils bestehend aus einem Scheibenringkörper und einer distalen Hartbeschichtungs-Reibfläche, und
2 die Kraftfahrzeug-Bremsscheibe der 1 im Querschnitt II-II.

In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail. Show it:

1 a motor vehicle brake disc with two brake disc rings each consisting of a disc ring body and a distal hard coating friction surface, and
2 the motor vehicle brake disc of 1 in cross section II-II ,

In den 1 und 2 ist eine Kraftfahrzeug-Bremsscheibe 10 mit zwei zueinander parallelen Bremsscheibenringen 12, 14 dargestellt. Jeder Bremsscheibenring 12, 14 wird jeweils von einem Scheibenringkörper 15 gebildet, der aus einem Scheibenring-Werkstoff aus Grauguss besteht. Die beiden Scheibenringkörper 15 sind einstückig miteinander verbunden bzw. ausgebildet. Die Bremsscheibenringe 12,14 weisen auf ihrer jeweiligen distalen Seite eine Reibfläche 20 auf, die von einer separaten Hartbeschichtung 22 aus Wolframcarbid gebildet ist. Die Hartbeschichtung 22 ist mechanisch erheblich härter als Grauguss, aus dem der Bremsscheibenring 12, 14 besteht.In the 1 and 2 is a motor vehicle brake disc 10 with two parallel disc brake rings 12 . 14 shown. Each brake disc ring 12 . 14 is each of a disc ring body 15 formed, which consists of a disc ring material made of gray cast iron. The two disc ring bodies 15 are integrally connected or formed with each other. The brake disc rings 12 . 14 have on their respective distal side a friction surface 20 on top of a separate hard coat 22 is formed from tungsten carbide. The hard coating 22 is mechanically considerably harder than cast iron, from which the brake disc ring 12 . 14 consists.

Die glänzende Hartbeschichtung 22 weist eine Vielzahl kreisscheibenförmiger optischer Markierungen 24 auf, die jeweils einen Durchmesser von ungefähr 8 mm haben und matter und dunkler sind als die übrige Fläche der Hartbeschichtung. Die Bremsscheibenringe 12, 14 sind vollständig öffnungsfrei ausgebildet.The glossy hard coating 22 has a plurality of circular disk-shaped optical markings 24 each having a diameter of about 8 mm and being dull and darker than the remaining surface of the hard coating. The brake disc rings 12 . 14 are completely open.

Die optischen Markierungen 24 sind jeweils durch Strukturänderungszonen 26 auf der Sichtseite der Hartbeschichtung 22 gebildet. Eine Strukturänderungszone 26 ist in dem vergrößerten Ausschnitt der 2 im Schnitt dargestellt. Die Strukturänderungszonen 26 sind vorliegend jeweils durch einen Laser-Wärmeeintrag hergestellt worden. Alternativ oder ergänzend können die Strukturänderungszonen 26 auch durch chemisches Ätzen und/oder durch eine mechanisch erzeugte Haarrisszone gebildet sein.The optical marks 24 are each by structure change zones 26 on the visible side of the hard coating 22 educated. A structural change zone 26 is in the enlarged section of the 2 shown in section. The structural change zones 26 in the present case have been produced in each case by a laser heat input. Alternatively or additionally, the structure change zones 26 also be formed by chemical etching and / or by a mechanically generated hairline crack zone.

Nach der Generierung der Strukturänderungszone 26 wird die Hartbeschichtung 22 glatt geschliffen, wobei der optische Kontrast der Strukturänderungszonen 26 zu der übrigen glänzenden Oberfläche der Hartbeschichtung 22 erhalten bleibt.After generation of the structural change zone 26 becomes the hard coating 22 smoothed, the optical contrast of the structural change zones 26 to the rest of the glossy surface of the hard coating 22 preserved.

Claims

Motor vehicle brake disc (10) with a brake disc ring (12, 14) consisting of a supporting disc ring body (15), which consists of a disc ring material, and a friction surface (20) on the distal side of the brake disc ring (12, 14), of a hard coat layer (22) is formed, which is harder than the disc ring material, wherein the hard coat (22) has at least one optical marking (24) by a structure-changing zone (26) of the hard coat layer (22) is formed, characterized characterized in that a plurality of optical markings (24) are provided, the optical markings (24) are disc-shaped and uniform, have a diameter of 3 to 15 mm, and the markings (24) are provided on the visible side of the friction face (20).

Motor vehicle brake disc (10) after Claim 1 , wherein the hard coating (22) consists of tungsten carbide.

Motor vehicle brake disc (10) according to one of the preceding claims, wherein the friction surface (20) is formed free of openings.

Motor vehicle brake disc (10) according to one of the preceding claims, wherein the structure change zone (26) is produced by a heat input.

Motor vehicle brake disc (10) according to one of the preceding Claims 1 - 3 wherein the pattern change zone (26) is generated by chemical etching.

Motor vehicle brake disc according to one of the preceding Claims 1 - 3 wherein the structure change zone (26) is formed by a mechanically generated hairline crack zone.