DE102018116112A1

DE102018116112A1 - Bremsscheibe mit dekorativem einsatz

Info

Publication number: DE102018116112A1
Application number: DE102018116112.3A
Authority: DE
Inventors: Christopher J. METTRICK; Mark T. Riefe; Michael L. Holly; James A. Webster; Michael J. Walker; Anil K. Sachdev
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2019-01-10
Also published as: CN109210111B; US20190011004A1; US10378599B2; CN109210111A

Abstract

Bremsscheibe umfassend eine Bremsbelagverschleißfläche; eine Hutfläche; und einen dekorativen Einsatz, der ein Einlegematerial umfasst, wobei der dekorative Einsatz auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden angeordnet ist; worin mindestens einer der Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag im Wesentlichen gleich einem Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag ist, eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche ist, oder eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Hutfläche ist; und mindestens ein Teil des dekorativen Einsatzes auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden sichtbar ist.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf einen Bremsrotor mit einem dekorativen Einsatz.
Scheibenbremsen werden häufig zum Abbremsen oder Stoppen der Drehung eines Fahrzeugrades verwendet. Eine Scheibenbremsanlage besteht im Allgemeinen aus einem mit dem Rad und/oder einer Achse des Fahrzeugs verbundenen Bremsrotor und einem Bremssattel. Viele gefertigte Komponenten, wie beispielsweise Bremsrotoren, sind aufgrund von Problemen bei der Kennzeichnung nicht gekennzeichnet. Bei Komponenten, die während des Gebrauchs einen Verschleiß erfahren, ist eine effektive Kennzeichnung schwierig oder unmöglich durchführbar. Bei Bremsscheiben kann beispielsweise eine Kennzeichnung einschließlich Aufdruck, Etikett oder Ätzung auf einer Reibfläche als Reaktion auf die täglichen Fahrbedingungen schnell verschleißen.
Dementsprechend ist es wünschenswert, ein Verfahren zur effektiven und dauerhaften Kennzeichnung von Komponenten vorzusehen, ohne den Herstellungsprozess zu verteuern oder die Qualität der Komponenten zu beeinträchtigen.
KURZDARSTELLUNG
In einer exemplarischen Ausführungsform umfasst ein Bremsrotor eine Bremsbelagverschleißfläche, eine Hutfläche und einen dekorativen Einsatz, der ein Einlegematerial umfasst. Der dekorative Einsatz ist auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem angeordnet. Mindestens einer der Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag ist im Wesentlichen gleich einem Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag, eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche, oder eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Hutfläche. Mindestens ein Abschnitt des dekorativen Einsatzes ist auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem sichtbar.
Neben einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Einlegematerial einen metallischen Werkstoff, einen keramischen Werkstoff, einen mineralischen Werkstoff, einen Glaswerkstoff oder eine Kombination derselben.
In einer Ausführungsform umfasst das Einlegematerial Aluminium, Kupfer, Mangan, ein Porzellanemail, Titan, Stahl, Edelstahl, Nickel, Zirkonium, Siliciumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid, Chromkarbid, Aluminiumoxid, Aluminiumtitan, Magnesiumzirkonat, Siliziumnitrid, Bornitrid, Titandiborid, ein Silikatmineral oder eine Kombination umfassend mindestens eines der vorgenannten.
In einer Ausführungsform ist der dekorative Einsatz auf der Bremsbelagverschleißfläche angeordnet.
In einer Ausführungsform definiert der dekorative Einsatz ein individuelles Gestaltungsmerkmal.
In einer Ausführungsform umfasst die Bremsscheibe Eisen, Titan, Stahl, Kupfer, Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Nickel, Titanborid, Aluminium, Bornitrid, Kobalt, Magnesium, Mangan, eine Legierung derselben, einen Metallmatrixverbund derselben oder eine Kombination umfassend mindestens eines der vorgenannten.
In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Einsatzes auf einer Bremsbelagverschleißfläche, einer Hutfläche oder beidem eines Bremsrotors das Positionieren eines Einlegematerials in einer Form und das Gießen der Bremsscheibe in der Form um das Einlegematerial herum. Der Bremsrotor wird so bearbeitet, dass mindestens ein Teil des Einlegematerials auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem der Bremsscheibe sichtbar ist. Mindestens einer der Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag ist im Wesentlichen gleich einem Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag, eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche, oder eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Hutfläche.
In einer Ausführungsform beträgt die Dicke des dekorativen Einsatzes etwa 0,5 bis etwa 10 Millimeter, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 5 Millimeter, vorzugsweise 0,5 bis etwa 3,0 Millimeter.
In einer Ausführungsform umfasst das Einlegematerial ein metallisches Material, ein keramisches Material, ein mineralisches Material, ein Glasmaterial oder eine Kombination derselben.
In einer Ausführungsform umfasst das Einlegematerial Aluminium, Kupfer, Mangan, ein Porzellanemail, Titan, Stahl, Edelstahl, Nickel, Zirkonium, Siliciumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid, Chromkarbid, Aluminiumoxid, Aluminiumtitan, Magnesiumzirkonat, Siliziumnitrid, Bornitrid, Titandiborid, ein Silikatmineral oder eine Kombination umfassend mindestens eines der vorgenannten.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Durchführen mindestens eines Prozesses, umfassend: einen Nitrierprozess; einen Aufkohlungsprozess; einen Borierungsprozess; oder einen Oxidationsprozess zur Bremsscheibe nach dem Schritt des Gießens.
In einer Ausführung, worin der dekorative Einsatz auf der Bremsbelagverschleißfläche ausgebildet ist.
In noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Einsatzes auf einer Bremsbelagverschleißfläche, einer Hutfläche oder beidem einer Bremsscheibe das Bereitstellen des Bremsrotors mit mindestens einer Vertiefung auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden. Auf die mindestens eine Vertiefung wird ein Einlegematerial aufgebracht, um den dekorativen Einsatz zu bilden. Mindestens einer der Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag ist im Wesentlichen gleich einem Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag, eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche, oder eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Hutfläche. Mindestens ein Abschnitt des dekorativen Einsatzes ist auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem sichtbar.
In einer Ausführungsform, weiterhin umfassend das chemische oder mechanische Formen der mindestens einen Vertiefung auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden.
In einer Ausführungsform weist die mindestens eine Vertiefung eine Tiefe von etwa 0,5 bis etwa 10 Millimeter, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 5 Millimeter, vorzugsweise 0,5 bis etwa 3,0 Millimeter, auf.
In einer Ausführungsform wird das Einlegematerial durch mindestens eines von einem Laserpulverauftragschweißen, Laserspritzen, Laserbeschichten, chemischen Aufdampfen, physikalischen Aufdampfen, Sputtern, Pulverbeschichten, thermischen Spritzen, Plasmaspritzen, Sintern, Galvanisieren, Vakuumbeschichten oder einer Kombination derselben aufgebracht.
In einer Ausführungsform umfasst das Einlegematerial ein metallisches Material, ein keramisches Material, ein mineralisches Material, ein Glasmaterial oder eine Kombination derselben.
In einer Ausführungsform umfasst das Einlegematerial Aluminium, Kupfer, Mangan, ein Porzellanemail, Titan, Stahl, Edelstahl, Nickel, Zirkonium, Siliciumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid, Chromkarbid, Aluminiumoxid, Aluminiumtitan, Magnesiumzirkonat, Siliziumnitrid, Bornitrid, Titandiborid, ein Silikatmineral oder eine Kombination umfassend mindestens eines der vorgenannten.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Durchführen mindestens eines Prozesses, umfassend: einen Nitrierprozess; einen Aufkohlungsprozess; einen Borierungsprozess; oder einen Oxidationsprozess zum Bremsrotor nach dem Schritt des Auftragens des Einlegematerials.
In einer Ausführung ist der dekorative Einsatz auf der Bremsbelagverschleißfläche ausgebildet.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:

1 ist eine Draufsicht einer Bremsscheibe gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Bremsscheibe gemäß einer Ausführungsform;
3 ist eine Querschnittsansicht einer Bremsscheibe gemäß einer Ausführungsform;
4 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform;
5 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform;
6 ist eine Draufsicht eines Bremsrotors gemäß einer Ausführungsform; und
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Bremsscheibe gemäß einer Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Obwohl die Begriffe erste, zweite, dritte usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Elemente, Komponenten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element, eine Komponente, oder einen Abschnitt von einem anderen Element, einer anderen Komponente oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Somit könnte ein nachfolgend erörtertes erstes Element, Komponente oder Abschnitt als ein zweites Element, Komponente oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Sofern nicht anders definiert, haben alle Begriffe (einschließlich der technischen und wissenschaftlichen Begriffe), die hierin verwendet werden, die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, verstanden werden. Es wird ferner davon ausgegangen, dass Begriffe, wie etwa diejenigen, die in häufig verwendeten Wörterbüchern verwendet werden, als konsistent in ihrer Bedeutung im Kontext der relevanten Technik und der vorliegenden Offenbarung interpretiert werden sollten, und nicht in einem idealisierten oder zu formalen Sinne interpretiert werden, soweit nicht ausdrücklich hierin so definiert.
Gemäß einer exemplarischen Ausführung ist ein Bremsrotor mit einem dekorativen Einsatz vorgesehen. Der dekorative Einsatz umfasst ein Einlegematerial und ist auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem der Bremsscheibe angeordnet. Bei der Bremsscheibe ist mindestens ein Teil des dekorativen Einsatzes auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem sichtbar.
Wie hierin verwendet, bedeutet ein dekorativer Einsatz, der auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des dekorativen Einsatzes auf einer oder mehreren dieser Flächen der Bremsscheibe sichtbar ist. Mit anderen Worten, Teile des dekorativen Einsatzes können sich auf diesen sichtbaren Flächen der Bremsscheibe befinden, während Teile des dekorativen Einsatzes sich auch unterhalb dieser sichtbaren Flächen der Bremsscheibe befinden können.
1 und 2 zeigen Ansichten einer Bremsscheibe gemäß exemplarischen Ausführungsformen. Die Bremsscheibe 100 beinhaltet eine Bremsbelagverschleißfläche 106 und eine Hutfläche 104. Die Hutfläche 104 beinhaltet Bolzenöffnungen 108 zur Aufnahme von Bolzen, welche die Bremsscheibe 100 mit dem Rad und der Fahrzeugkarosserie verbinden-d. h. eine Achsnabe (nicht dargestellt). 3 zeigt die Wechselwirkung zwischen einem Bremsbelag 120 und der Bremsbelagverschleißfläche 106; weitere Komponenten, darunter ein zweiter Bremsbelag auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 100, entfallen der Einfachheit halber. Wie in 3 dargestellt, ist die Bremsbelagverschleißfläche 106 beim Einbau in ein Fahrzeug angrenzend an einen Bremsbelag 120 angeordnet. Im Betrieb, wenn eine Bremse vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird, kontaktiert der Bremsbelag 120 die Bremsbelagverschleißfläche 106, während sich die Bremsscheibe 100 dreht, wodurch die Bremsscheibe 100 und damit das Fahrzeug abgebremst wird. Zu diesem Zweck muss die Bremsscheibe 100 sehr robust sein und die Bremsbelagverschleißfläche 106 muss über die Lebensdauer der Bremsscheibe 100 hohe intermittierende Reibungskräfte aufnehmen können.
Die dekorativen Einsätze 110/112 können an jeder beliebigen Stelle der Bremsbelagverschleißfläche 106 und/oder der Hutfläche 104 der Bremsscheibe 100 positioniert werden. In einer Ausführungsform befindet sich der dekorative Einsatz 110/112 an mehreren Stellen, sowohl auf der Bremsbelagverschleißfläche 106 als auch auf der Hutfläche 104. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Bremsscheibe 100 mehrere dekorative Einsätze 110/112 beinhalten, die sich in Größe, Materialzusammensetzung, Tiefe, Aussehen und Form unterscheiden. In einer Ausführungsform beinhaltet die Hutfläche 104 den dekorativen Einsatz 112. In einer Ausführungsform befindet sich der dekorative Einsatz 110 auf der Bremsbelagverschleißfläche 106 (d. h. angeordnet).
In einer Ausführungsform definiert der dekorative Einsatz 110/112 ein individuelles Gestaltungsmerkmal. Das benutzerdefinierte Designmerkmal kann Firmensymbole, Designs, Grafiken, Logos, alphanumerische Symbole und Bilder, wie zum Beispiel ein Bild eines Fahrzeugs, beinhalten. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der dekorative Einsatz ein Symbol für die Automobilmarke Chevrolet®, das sogenannte „Bowtie“-Logo. Das benutzerdefinierte Designmerkmal kann auch benutzerdefinierte Symbole, Designs, Grafiken, Logos, alphanumerische Symbole und Bilder beinhalten. Die Form des dekorativen Einsatzes kann verwendet werden, um ein visuell eindeutiges Erscheinungsbild zu erhalten, z. B. um die Quelle, den Besitzer oder den Typ der gekennzeichneten Komponente anzugeben. Die Kennzeichnung kann zur Identifikation erfolgen-z. B. zur Identifizierung des Teils im Zusammenhang mit Inventarisierung, Vertrieb, Eigentum und/oder Verkauf, zur Markenbildung, zur Individualisierung oder zu ästhetischen Zwecken. Als besonderes Beispiel kann der dekorative Einsatz 110/112 als Unterscheidungsmerkmal dienen, das während des Betriebs des Fahrzeugs sichtbar ist-d. h. während sich die Bremsscheibe 100 in Betriebsposition am Fahrzeug befindet.
In einer Ausführungsform weist der dekorative Einsatz 110/112 eine Dicke von etwa 0,5 bis etwa 10 Millimeter (mm), etwa 0,5 bis etwa 7,5 mm, etwa 0,5 bis etwa 5 mm, etwa 0,5 bis etwa 4 mm, etwa 0,5 bis etwa 3 mm, etwa 0,5 bis etwa 2 mm oder etwa 0,5 bis etwa 1 mm auf. Der dekorative Einsatz 110/112 weist beispielsweise eine Dicke von etwa 0,75 bis etwa 8 mm, etwa 1,0 bis etwa 6 mm, etwa 1,25 bis etwa 4 mm, etwa 1,5 bis etwa 3 mm oder etwa 1,75 bis etwa 2,0 mm auf. Wie hierin verwendet, ist die Dicke das größte Merkmal des dekorativen Einsatzes 110/112 in der Ebene senkrecht zur Bremsbelagverschleißfläche 106 und der Hutfläche 104. In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Vielzahl von dekorativen Einsätzen 110/112 vorgesehen, wobei jeder dekorative Einsatz unabhängig eine Dicke wie beschrieben aufweist.
In einer Ausführungsform weist der dekorative Einsatz 110/112 eine Breite von etwa 10 bis etwa 150 mm, etwa 25 bis etwa 150 mm, etwa 50 bis etwa 150 mm oder etwa 75 bis etwa 150 mm auf. Der dekorative Einsatz 110/112 weist beispielsweise eine Breite von etwa 20 bis etwa 120 mm, etwa 20 bis etwa 100 mm oder etwa 20 bis etwa 80 mm auf. Wie hierin verwendet, ist die Breite das breiteste horizontale Merkmal des dekorativen Einsatzes 110/112 in der Ebene der Bremsbelagverschleißfläche 106 und der Hutfläche 104. In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Vielzahl von dekorativen Einsätzen 110/112 vorgesehen, wobei jeder dekorative Einsatz 110/112 unabhängig eine Breite wie beschrieben aufweist.
In einer Ausführungsform sind eine Vielzahl von dekorativen Einsätzen 110/112 enthalten, die einen Abstand von etwa 0,5 bis etwa 150 mm, etwa 0,5 bis etwa 100 mm, etwa 0,5 bis etwa 50 mm, etwa 0,5 bis etwa 25 mm, etwa 0,5 bis etwa 15 mm, etwa 0,5 bis etwa 10 mm, etwa 0,5 bis etwa 5 mm, etwa 0,5 bis etwa 2,5 mm oder etwa 0,5 bis etwa 1,0 mm aufweisen. In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Vielzahl von dekorativen Einsätzen 110/112 vorgesehen, wobei jeder dekorative Einsatz 110/112 unabhängig einen Abstand zu einem benachbarten dekorativen Einsatz 110/112 wie beschrieben aufweist.
Bei der Bremsscheibe 100 ist mindestens einer der Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz 110 und einem Bremsbelag 120 im Wesentlichen gleich einem Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche 106 und dem Bremsbelag 120, eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes 110 ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche 106, oder eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes 110 ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Hutfläche 104. Mit anderen Worten, mindestens einer der Abschnitte der Bremsbelagverschleißfläche 106, der den dekorativen Einsatz 110 beinhaltet, weist einen Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz 110 und dem Bremsbelag 120 auf, der im Wesentlichen gleich dem Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche 106 und dem Bremsbelag 120 für den Abschnitt der Bremsbelagverschleißfläche 106 ist, der den dekorativen Einsatz 110 nicht beinhaltet, wobei der Teil der Bremsbelagverschleißfläche 106, der den dekorativen Einsatz 110 beinhaltet, eine Verschleißrate aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer ist als die Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche 106, die den dekorativen Einsatz 110 nicht beinhaltet, wobei der Abschnitt der Hutfläche 104, der den dekorativen Einsatz 110 beinhaltet, eine Verschleißrate aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer ist als die Verschleißrate der Hutfläche 104, die den dekorativen Einsatz 110 nicht beinhaltet.
In einer Ausführungsform entspricht der Reibungskoeffizient zwischen dem dekorativen Einsatz 110 und einem Bremsbelag 120 ±0,1, ±0,08, ±0,05 oder ±0,03 des Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche 106 und dem Bremsbelag 120. In einer weiteren Ausführungsform liegt der Reibungskoeffizient zwischen dem dekorativen Einsatz 110 und einem Bremsbelag 120 bei 10%, ±8%, ±5% oder ±0,3% des Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche 106 und dem Bremsbelag 120. Geeignete Bremsbeläge beinhalten diejenigen, die in der Technik verfügbar sind, und können organische Bremsbeläge, halbmetallische Bremsbeläge, Keramikbremsbeläge oder ähnliche beinhalten. Bremsbelagmaterialien beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, Gläser, Fasern, Gummi, Kohlenstoff, Kevlar, Stahl, Eisen, Kupfer, Mangan, Graphit, Keramik, keramische Verbundwerkstoffe oder dergleichen. Der Reibungskoeffizient kann mit branchenüblichen Verfahren gemessen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf JASO C-406 oder SAE J2430.
In einer Ausführungsform ist die Verschleißrate des dekorativen Einsatzes 110 etwa 10% größer, etwa 8% größer, etwa 5% größer, etwa 3% größer oder etwa 1% größer als die Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche 106. In einer Ausführungsform ist die Verschleißrate des dekorativen Einsatzes 110 etwa 10% größer, etwa 8% größer, etwa 5% größer, etwa 3% größer oder etwa 1% größer als die Verschleißrate der Hutfläche 104. Die Verschleißrate kann mit branchenüblichen Verfahren gemessen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf JASO C427-83 oder SAE J2707.
Das Einlegematerial kann ein metallisches Material, ein keramisches Material, ein mineralisches Material, ein Glasmaterial oder eine Kombination derselben sein. In einer Ausführungsform umfasst das Einlegematerial Aluminium, Kupfer, Mangan, ein Porzellanemail, Titan, Stahl, Edelstahl, Nickel, Zirkonium, Siliciumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid, Chromkarbid, Aluminiumoxid, Aluminiumtitan, Magnesiumzirkonat, Siliziumnitrid, Bornitrid, Titandiborid, ein Silikatmineral oder eine Kombination umfassend mindestens eines der vorgenannten.
In einer Ausführungsform kann das keramische Material unter anderem Bariumtitanat, Boroxid, Bornitrid, Ferrit, Porzellan, Steingut, Siliciumaluminiumoxynitrid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Magnesiumsilikate, Titancarbid, Zinkoxid, Zirkoniumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Berylliumoxid, Ceroxid, Zirkonoxid, Kohlefaser, Legierungen derselben, Verbundstoffe derselben, Metallmatrizen derselben oder Kombinationen, die mindestens eines der vorgenannten umfassen, beinhalten.
In einer Ausführungsform kann das mineralische Material ein oder mehrere von einem Silikatmineral, einem Karbidmineral, einem Phosphidmineral, einem Sulfidmineral, einem Sulfosalzmineral, einem Halogenidmineral, einem Oxidmineral, einer Spinellgruppe, einem Hydroxidmineral, einem Carbonatmineral, einem Nitratmineral, einem Boratmineral, einem Sulfatmineral oder einem Phosphatmineral beinhalten.
In einer Ausführungsform kann das Porzellanemail eine Zusammensetzung beinhalten, die Quarz, Feldspat, Marmor, Kaolin, Borsäure, Borax, Na₂O, K₂O, Li₂O, MnO, Silicium, ZrO₂, BaO, ZnO, SnO, CaO, MgO, CoO, Fe₂O₃, F₂, NiO, P₂O₅, Al₂O₃, TiO₂, oder eine Kombination derselben umfasst. In einigen Ausführungsformen kann das PorzellanEmail Metall-Nanopartikel beinhalten, die aus Gold, Silber, Platin, Palladium, Eisen, Chrom, Kupfer, Kobalt, Mangan, Legierungen derselben und Kombinationen derselben ausgewählt sind.
In einer Ausführungsform kann das Silikatmineral eines oder mehrere aus einem Glimmer, Olivin, Quarz, Feldspat, Zeolith, Mullit, Titanit, Chondrodit, Humit, Klinohumit, Andalusit, Kyanit, Sillimanit, Dumortierit, Topas, Staurolit, Datolith, Zirkon, Thorit enthalten, Hafnon, Phenakit, Willemit, Forsterit, Fayalit, Tephroit, Pyrop, Almandin, Spessartin, Grossular, Uvarovit, Andratit, Hemimorphit, Lawsonit, Axinit, Ilvait, Epidot, Zoisit, Tansanit, Klinozoisit, Allanit, Benitoit, Beryll, Bazzit, Sugilit, Turmalin, Pezzottait, Osumilit, Cordierit, Sekaninait, Enstatit, Ferrosilit, Taubenstein, Diopsid, Augit, Jadeit, Acmit, Wollastonit, Rhodonit, Pektolith, Tremolit, Antigorit, Chyrsotil, Eidechse, Halloysit, Kaolinit, Illit, Montmorillonit, Vermiculit, Talk, Sepiolith, Palygorskit, Pyrophyllit, Biotie, Fuchsit, Muskovit, Phylogoptie, Lepidolith, Margarit, Glaukonit, Chlorit, Leuzit, Sodalith, Petalit, Marialit, Meionit, Natrolit, Erionit oder Mordenit beinhalten.
In einer Ausführungsform kann das Glasmaterial eines oder mehrere von einem SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂O, Li₂O, CaO, MgO, BaO, CaO, MgO, SrO, Sb₂O₃, Fe₂O₃, MnO₂, CeO₂, SnO₂, TiO₂, ZnO, P₂O₅, Sb₂O₃, 2MgO·Sb₂O₅, 7MgO·Sb₂O₅, 2ZnO·Sb₂O₅, 7ZnO·Sb₂O₅, 3CaO·Sb₂O₅, 6CaO·Sb₂O₅, 2SrO·Sb₂O₅, 6SrO·Sb₂O₅, BaO·Sb₂O₅, 4BaO·Sb₂O₅, Li₂O·Sb₂O₅, 2Li₂O·Sb₂O₅, K₂O·Sb₂O₅, LaSbO₄, SbNbO₅, Sr(Ca_0.33Sb_0.67)O₃, LiZnSbO₄, Li_1.0Sb_0.5O₄, Ba₂Al_0.5Sb_0.5O₆, Ba₂Ce_0.75SbO₆, ZrSbPO₇, Ba (Sb_0.5Sn_0.5)O₃, LiSiSbO₅, Li₂Zr₂Sb₂SiO₁₁, NaNO₃, KNO₃, Ba(NO₃)₂, Na₂SO₄, K₂SO₄, CaSO₄, BaSO₄, NaCl, KCl, CaCl₂, CaF₂, Na₂SiF₆, LiF, KF oder anorganische Elemente wie Al, Si, Zn, Ga, Fe, Sn beinhalten.
In einer Ausführungsform wird die Bremsscheibe einschließlich des dekorativen Einsatzes durch einen oder mehrere Nitrierprozess, ein Aufkohlungsprozess, ein Borierprozess oder ein Oxidationsprozess nach dem Aufbringen des Einlegematerials modifiziert. Jedes geeignete Nitrier-, Aufkohlungs-, Borierungs- und/oder Oxidationsverfahren kann verwendet werden, einschließlich der in der Technik verfügbaren, um die Diffusion von N, C, B und/oder O in die Bremsscheibe zu gewährleisten. Details zu diesen Prozessen werden im Folgenden beschrieben.
Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Einsatzes auf einer Bremsbelagverschleißfläche, einer Hutfläche oder beidem eines Bremsrotors das Positionieren eines Einlegematerials in einer Form und das Gießen einer Bremsscheibe in der Form um das Einlegematerial herum. Die Bremsscheibe wird dann so bearbeitet, dass mindestens ein Teil des Einlegematerials auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beidem sichtbar ist. Bei dem Verfahren ist mindestens einer der Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag im Wesentlichen gleich einem Reibungskoeffizienten zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag, eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche, oder eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Hutfläche.
4 zeigt schematisch die Schritte eines exemplarischen Verfahrens 200 zum Bilden eines dekorativen Einsatzes 110/112 auf einer Bremsbelagverschleißfläche 106, einer Hutfläche 104 oder beidem, einer Bremsscheibe 100. Es ist zu beachten, dass die Schritte des Verfahrens 200 nicht notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt werden und alle oder einige der Schritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können. Die Schritte sind in 3 zur einfachen Beschreibung und Veranschaulichung aufgeführt. Die Schritte können hinzugefügt, weggelassen oder gleichzeitig durchgeführt werden, ohne dass dabei vom Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abgewichen wird.
In 3 beginnt das Verfahren 200 mit Schritt 204, wobei das Einlegematerial im Hohlraum des Werkzeugs positioniert wird. In Schritt 206 wird eine Schmelze in den Hohlraum der Form eingebracht. In Schritt 208 wird die Bremsscheibe inklusive der dekorativen Einsätze aus der Form entnommen. In Schritt 210 wird die Bremsscheibe wärmebehandelt, um Restspannungen abzubauen oder zu beseitigen. In Schritt 212 wird die Bremsscheibe nach Vorgaben und Toleranzen bearbeitet. Schritt 214 beinhaltet ein ferritisches Nitrocarburieren (FNC), um die fertiggestellte Bremsscheibe mit den dekorativen Einsätzen zu erhalten.
In einer Ausführungsform kann das Einlegematerial mit allen geeigneten Mitteln im Hohlraum einer Form positioniert werden. So kann beispielsweise das Einlegematerial an den Seiten des Formhohlraums mit einem anderen Material befestigt werden, welches das Einlegematerial während oder nach dem Gießvorgang auflöst oder anderweitig von der Befestigung an den Seiten des Formhohlraums befreit. In einer Ausführungsform wird das Einlegematerial in einer Anordnung im Hohlraum der Form positioniert, welche die gewünschte Position des gewünschten dekorativen Einsatzes 110/112 widerspiegelt.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Gießen auch das Einbringen einer Schmelze in den Hohlraum der Form mittels eines geeigneten Verfahrens. Die Schmelze kann Eisen, Titan, Aluminium, Stahl, Edelstahl oder eine Kombination derselben beinhalten. In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Schmelze das Material der Bremsscheibe.
Nach dem Gießvorgang wird die Form geöffnet und die Bremsscheibe 100 aus dem Hohlraum entfernt, um die Bremsscheibe 100 bereitzustellen. Die Bremsscheibe 100 einschließlich des dekorativen Einsatzes 110/112 wird dann so bearbeitet, dass mindestens ein Teil des Einlegematerials, wie der dekorative Einsatz 110/112, auf der Bremsbelagverschleißfläche 106, der Hutfläche 104 oder beiden, der Bremsscheibe 100 sichtbar ist. Geeignete Verarbeitungsverfahren beinhalten das Schneiden, Schleifen, Bearbeiten, Sandstrahlen, Schaben, Polieren oder dergleichen.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner das Durchführen mindestens eines Prozesses, mit einem Nitrierprozess, einem Aufkohlungsprozess, einem Borierungsprozess, oder einem Oxidationsprozess zur Bremsscheibe 100 nach dem Schritt des Gießens. Jedes geeignete Nitrier-, Aufkohlungs-, Borierungs- und/oder Oxidationsverfahren kann verwendet werden, einschließlich der in der Technik verfügbaren, um die Diffusion von N, C, B und/oder O in die Bremsscheibe zu gewährleisten. Der Prozess kann auch einen kombinierten Prozess, wie beispielsweise das Nitrocarburieren, beinhalten. In einer Ausführungsform ist nach der Durchführung des mindestens einen zusätzlichen Prozesses mindestens ein Teil des dekorativen Einsatzes 110/112 auf der Bremsbelagverschleißfläche 106, der Hutfläche 104 oder beiden der Bremsscheibe 100 sichtbar.
In einer Ausführungsform kann der Nitrierprozess das Eintauchen der Bremsscheibe 100 in ein wasserfreies Salzschmelzbad beinhalten, durch das eine geeignete stickstoffbefreiende gasförmige Substanz, z. B. trockenes gasförmiges Ammoniak, in Abhängigkeit von der eingesetzten Temperatur eingebracht wird, um die Dissoziation des Ammoniaks zu gewährleisten und eine optimale Stickstoffaufnahme durch die Bremsscheibe 100 zu bewirken.
In einer Ausführungsform kann der Aufkohlungsprozess die Plasmaaufkohlung im Vakuum mit einem Kohlenwasserstoffgas bei einer Temperatur beinhalten, die ausreicht, um eine Glimmentladung zu bilden und die Bremsscheibe 100 zu einer Kathode zu formen. Nach der Plasmaaufkohlung kann durch eine Diffusionsbehandlung der absorbierte Kohlenstoff in der Bremsscheibe 100 zu einer aufgekohlten Schicht von einer geeigneten Dicke diffundiert werden.
In einer Ausführungsform kann der Borierungsprozess das Vorbeschichten der Bremsscheibe 100 mit einem organischen Bindemittel und das anschließende Verpacken der vorbeschichteten Bremsscheibe 100 mit Bor mit anschließender Erwärmung beinhalten. Der Borierungsprozess kann durch Additive, wie beispielsweise Halogenide, Metalloxide und dergleichen, weiter modifiziert und/oder verbessert werden.
In einer Ausführungsform kann der Oxidationsprozess eine Mikrobogenoxidation oder andere geeignete elektrochemische Oberflächenprozesse zum Erzeugen von Metalloxidschichten in einem Metallsubstrat beinhalten.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren zudem einen ferritischen Nitrocarburierprozess (FNC) beinhalten. Die Bremsscheiben 100 können nach dem FNC-Prozess einsatzgehärtet werden, um die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Beim FNC-Prozess werden Stickstoff und Kohlenstoff in die Bremsscheibe 100-z. B. in einen Oberflächenbereich einschließlich der Oberfläche und über die Oberfläche hinaus bis zu einer bestimmten Tiefe in die Komponente diffundiert. Die FNC-Bearbeitung kann an einem Eisenmetall durchgeführt werden, das eine unterkritische Temperatur für das Metall aufweist. In einer Ausführungsform kann die Temperatur etwa 525 °C bis etwa 625 °C betragen. Insbesondere beim FNC sollte der Komponentenwerkstoff (z. B. Stahl oder eine andere Eisenlegierung) eine Temperatur in diesem Bereich aufweisen, bei welcher sich der Komponentenwerkstoff in seiner ferritischen Phase befindet, und nicht eine Temperatur, bei der sich das Material in einer austenitischen Phase befindet. Bei der FNC-Bearbeitung stehen vier Haupttypen bzw. -klassen zur Verfügung: Gas, Salzbad, Ionen, Plasma und Wirbelschicht. Die Verwendung der FNC-Bearbeitung an Bremsscheiben ist im U.S. Pat. Publ. Nr. 2008/0000550 beschrieben, deren Gesamtheit hierin durch Verweis aufgenommen ist. Die Bremsscheiben 100 können auch nach dem Gießen oder nach der Bearbeitung entspannt werden, um eine thermische Stabilität und Verzugsfestigkeit zu erreichen, die durch den FNC-Prozess verursacht werden kann.
Gemäß noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Bilden eines dekorativen Einsatzes 110/112 auf einer Bremsbelagverschleißfläche 106, einer Hutfläche 104 oder beiden, einer Bremsscheibe 100 vorgesehen. Unter jetziger Bezugnahme auf die 6 und 7 umfasst das Verfahren das Bereitstellen der Bremsscheibe 400 mit mindestens einer Vertiefung 410/412 auf der Bremsbelagverschleißfläche 406, der Hutfläche 404 oder beiden. Auf die mindestens eine Vertiefung 410/412 wird ein Einlegematerial aufgebracht, um die Bremsscheibe 100 einschließlich der dekorativen Einsätze 110/112 zu bilden, deren Struktur wie vorstehend beschrieben ist (1-2).
Die Bremsscheibe 400 kann eine Automobilkomponente sein, die beispielsweise durch geeignete Gieß- oder Formgebungsverfahren vorbereitet wird. Die Bremsscheibe kann geeignete Werkstoffe, einschließlich Eisen, Titan, Stahl, Kupfer, Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Nickel, Titanborid, Aluminium, Aluminiumoxid, Bornitrid, Kobalt, Magnesium, Mangan, eine Legierung derselben, einen Metallmatrixverbund derselben oder eine Kombination aus mindestens einem der vorgenannten Materialien beinhalten. So kann beispielsweise die Bremsscheibe aus Gusseisen, Grauguss, Edelstahl, kohlefaserverstärktem Kohlenstoff (Kohlenstoff-Kohlenstoff), kohlefaserverstärktem Siliziumkarbid, einem keramischen Matrixverbund, Mullit, Aluminium-Metallmatrix-Verbund (MMC), Kohlefaser, Graphit, Aluminiumoxid und dergleichen bestehen. In einer Ausführungsform umfasst die Bremsscheibe Gusseisen. Weitere Legierungs- und/oder Matrixelemente sind beispielsweise C, Si, Mn, P, S, Cr, Fe, Ni, Cu, V, Al, N, Ti, W, Mo, Li, Na, K, Mg, B, Zr oder andere geeignete Elemente.
5 zeigt schematisch die Schritte eines exemplarischen Verfahrens 300 zum Bilden eines dekorativen Einsatzes 110/112 auf einer Bremsbelagverschleißfläche 106, einer Hutfläche 102 oder beidem, einer Bremsscheibe 100. Es ist zu beachten, dass die Schritte des Verfahrens 300 nicht notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt werden und alle oder einige der Schritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können. Die Schritte sind in 5 zur einfachen Beschreibung und Veranschaulichung aufgeführt. Die Schritte können hinzugefügt, weggelassen oder gleichzeitig durchgeführt werden, ohne dass dabei vom Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abgewichen wird.
In 5 beginnt das Verfahren 300 mit Schritt 304 und bildet die mindestens eine Vertiefung 410/412 in der Bremsbelagverschleißfläche 406, der Hutfläche 404 oder beiden. In Schritt 306 wird ein Einlegematerial auf die mindestens eine Vertiefung 410/412 aufgebracht. In Schritt 308 wird das Einlegematerial weiterverarbeitet, beispielsweise durch Sintern oder Aushärten. In Schritt 310 wird die Bremsscheibe nach Vorgaben bearbeitet, um Toleranzen zu korrigieren. Schritt 312 beinhaltet ein ferritisches Nitrocarburieren (FNC), um die fertiggestellte Bremsscheibe 100 mit den dekorativen Einsätzen 110/112 zu erhalten.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das chemische oder mechanische Bilden der mindestens einen Vertiefung 410/412 auf der Bremsbelagverschleißfläche 406, der Hutfläche 404 oder beiden. Die Vertiefungen 410/412 können unter Verwendung eines jeden geeigneten Verfahrens, einschließlich der in der Technik verfügbaren, gebildet werden. In einer Ausführungsform können die Vertiefungen 410/412 durch Laserschneiden, mechanisches Schneiden, chemisches Ätzen, Fräsen, Abtragen, Bohren, Plasmaschneiden, Sandstrahlen, Flussmittelschneiden, Lichtbogenschneiden, Funkenerosionsbearbeitung gebildet werden. In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren zum Bilden der Vertiefungen 410/412 das Gießen einer Bremsscheibe 400 mit vorgefertigten Vertiefungen 410/412, zum Beispiel mit Vertiefungen 410/412, die während oder durch den Gießprozess gebildet werden. Die Vertiefungen 410/412 können wahlweise mit jedem geeigneten Verfahren gereinigt, geglättet oder poliert werden.
In einer Ausführungsform kann die mindestens eine Vertiefung 410/412 verwendet werden, um eine Form des dekorativen Einsatzes 110/112 vorzugeben. So kann beispielsweise mit einem mechanischen Verfahren ein bestimmtes Eindringungsmuster gebildet werden. Alternativ kann eine Maske auf die Bremsscheibe um einen Bereich mit der Form des dekorativen Einsatzes 110/112 aufgetragen werden, wobei dann das Ätzmittel aufgetragen und die Maske entfernt werden kann, um die Vertiefung 410/412 zu erhalten. Es können alle geeigneten Ätz- und Abdeckmittel verwendet werden, beispielsweise basierend auf dem Material der Bremsscheibe 100/400.
In einer Ausführungsform weist die mindestens eine Vertiefung 410/412 eine Tiefe von etwa 0,5 bis etwa 10 Millimeter (mm), etwa 0,5 bis etwa 7,5 mm, etwa 0,5 bis etwa 5 mm, etwa 0,5 bis etwa 4 mm, etwa 0,5 bis etwa 3 mm, etwa 0,5 bis etwa 2 mm oder etwa 0,5 bis etwa 1 mm auf. Die mindestens eine Vertiefung 410/412 weist beispielsweise eine Tiefe von etwa 0,75 bis etwa 8 mm, etwa 1,0 bis etwa 6 mm, etwa 1,25 bis etwa 4 mm, etwa 1,5 bis etwa 3 mm oder etwa 1,75 bis etwa 2,0 mm auf. Wie hierin verwendet, ist die Tiefe das größte Merkmal der mindestens einen Vertiefung 410/412 in der Ebene senkrecht zur Bremsbelagverschleißfläche 406 und der Hutfläche 404. In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vertiefungen 410/412 vorgesehen, wobei jede Vertiefung 410/412 unabhängig voneinander eine Dicke wie beschrieben aufweist.
In einer Ausführungsform weist die mindestens eine Vertiefung 410/412 eine Breite von etwa 10 bis etwa 150 mm, etwa 25 bis etwa 150 mm, etwa 50 bis etwa 150 mm oder etwa 75 bis etwa 150 mm auf. Die mindestens eine Vertiefung 410/412 weist beispielsweise eine Breite von etwa 20 bis etwa 120 mm, etwa 20 bis etwa 100 mm oder etwa 20 bis etwa 80 mm auf. Wie hierin verwendet, ist die Breite das breiteste horizontale Merkmal der Vertiefung 410/412 in der Ebene der Bremsbelagverschleißfläche 406 und der Hutfläche 404. In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vertiefungen 410/412 vorgesehen, wobei jede Vertiefung 410/412 unabhängig voneinander eine Breite wie beschrieben aufweist.
In einer Ausführungsform sind eine Vielzahl von Vertiefungen 410/412 vorgesehen, die einen Vertiefungsabstand von etwa 0,5 bis etwa 150 mm, etwa 0,5 bis etwa 100 mm, etwa 0,5 bis etwa 50 mm, etwa 0,5 bis etwa 25 mm, etwa 0,5 bis etwa 15 mm, etwa 0,5 bis etwa 10 mm, etwa 0,5 bis etwa 5 mm, etwa 0,5 bis etwa 2,5 mm oder etwa 0,5 bis etwa 1,0 mm aufweisen. In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vertiefungen 410/412 vorgesehen, wobei jede Vertiefung unabhängig voneinander einen Abstand zu einer benachbarten Vertiefung 410/412 wie beschrieben aufweist.
In einer Ausführungsform wird das Einlegematerial durch mindestens eines von einem Laserpulverauftragschweißen, Laserspritzen, Laserbeschichten, chemischen Aufdampfen, physikalischen Aufdampfen, Sputtern, Pulverbeschichten, thermischen Spritzen, Plasmaspritzen, Sintern, Elektrotauchlackierung, glasartige Emaillierung, Tauchen, Elektrospritzen, oder einer Kombination derselben aufgebracht. Das Anwendungsverfahren kann basierend auf dem Einlegematerial und dem Bremsscheibenmaterial bestimmt werden. In einer Ausführungsform kann das aufgebrachte Einlegematerial durch Verfahren wie Sintern, Aushärten, Emaillieren oder andere geeignete Verfahren basierend auf dem Einlegematerial und dem Anwendungsverfahren weiterverarbeitet werden. In einer Ausführungsform ist das Einlegematerial mit einem Verfahren behandelt, um eine poröse Oberfläche zu erhalten, welche der Verschleißrate oder anderen Eigenschaften der Bremsscheibenoberflächen entsprechen kann.
In einer Ausführungsform ist mindestens ein Teil eines Volumens der mindestens einen Vertiefung 410/412 nicht mit dem Einlegematerial befüllt. In einer weiteren Ausführungsform wird das gesamte Volumen der Vertiefung 410/412 mit dem Einlegematerial befüllt. In noch weiteren Ausführungsformen sind eine Vielzahl von Vertiefungen 410/412 vorgesehen, wobei jede Vertiefung unabhängig voneinander mindestens einen Teil eines Volumens aufweist, das nicht mit dem Einlegematerial oder das gesamte Volumen der Vertiefung 410/412 mit dem Einlegematerial befüllt ist. In einer Ausführungsform wird das Volumen jeder Vertiefung 410/412 unabhängig voneinander mit etwa 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 99 oder 100 Vol-% des Einlegematerials befüllt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Vertiefung 410/412 als eine Reihe von Mikrovertiefungen mit einer Tiefe von jeweils etwa 0,5 bis etwa 10 mm, einer Breite von etwa .1 bis etwa 10 mm und einem Abstand zwischen den Vertiefungen von etwa 0,1 bis etwa 1 mm vorgesehen. Eine oder mehrere der Mikrovertiefungen können mit dem Einlegematerial befüllt werden. Die Mikrovertiefungen können so angeordnet werden, dass sie ähnlich wie die Vertiefungen 410/412 das individuelle Gestaltungsmerkmal definieren. Mit anderen Worten, ein benutzerdefiniertes Gestaltungsmerkmal kann unter Verwendung benachbarter gefüllter Mikrovertiefungen bereitgestellt werden, um ein ähnliches Aussehen wie ein ähnlich angeordnetes vorgestaltetes Merkmal, das durch eine einzelne Vertiefung 410/412 bereitgestellt wird, zu erhalten (oder sich von diesem zu unterscheiden).
In einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner das Durchführen mindestens eines Prozesses, mit einem Nitrierprozess, einem Aufkohlungsprozess, einem Borierungsprozess, oder einem Oxidationsprozess zur Bremsscheibe nach dem vorstehend beschriebenen Schritt des Aufbringens.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Bremsscheibe 100 mit einer Opfer- oder Barrierebeschichtung auf der Oberfläche versehen werden. Die Opferbeschichtungen, wie beispielsweise eine zinkreiche Beschichtung, können einen zusätzlichen Korrosionsschutz bieten. Die Opferbeschichtungen können durch Barrierebeschichtungen ergänzt oder ersetzt werden, um Korrosion weiter zu verhindern. Darüber hinaus können Beschichtungen auf der Radschnittstelle der Bremsscheibe 100 mit Polytetrafluorethylen (PTFE) beschichtet werden, um den Widerstand gegen das Einrasten der Räder zu erhöhen.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die ermittelten offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen beinhaltet, die in ihren Schutzumfang fallen.

Claims

Bremsscheibe umfassend: eine Bremsbelagverschleißfläche; eine Hutfläche; einen dekorativen Einsatz, der ein Einlegematerial umfasst, wobei der dekorative Einsatz auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutoberfläche oder beiden angeordnet ist; worin mindestens eines von: einem Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Reibungskoeffizient zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag; einer Verschleißrate des dekorativen Einsatzes im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche ist; oder eine Abnutzungsrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Abnutzungsrate der Hutfläche; und mindestens ein Abschnitt des dekorativen Einsatzes ist auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden sichtbar.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, worin das Einlegematerial ein metallisches Material, ein keramisches Material, ein mineralisches Material, ein Glasmaterial oder eine Kombination aus mindestens einem der vorgenannten umfasst.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, worin das Einlegematerial Aluminium, Kupfer, Mangan, ein Porzellanemail, Titan, Stahl, Edelstahl, Nickel, Zirkonium, Siliciumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid, Chromkarbid, Aluminiumoxid, Aluminiumtitan, Magnesiumzirkonat, Siliziumnitrid, Bornitrid, Titandiborid, ein Silikatmineral oder eine Kombination umfassend mindestens eines der vorgenannten.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, worin der dekorative Einsatz auf der Bremsbelagverschleißfläche angeordnet ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, worin der dekorative Einsatz ein benutzerdefiniertes Gestaltungsmerkmal definiert.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, worin die Bremsscheibe Eisen, Titan, Stahl, Kupfer, Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Nickel, Titanborid, Aluminium, Bornitrid, Kobalt, Magnesium, Mangan, eine Legierung derselben, einen Metallmatrixverbund derselben oder eine Kombination, die mindestens eines der vorgenannten umfasst.
Verfahren zum Bilden eines dekorativen Einsatzes auf einer Bremsbelagverschleißfläche, einer Hutfläche oder beiden, einer Bremsscheibe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Positionieren eines Einlegematerials in einer Form; Gießen einer Bremsscheibe in der Form um das Einlegematerial; und Bearbeiten der Bremsscheibe, sodass mindestens ein Teil des Einlegematerials auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden, der Bremsscheibe sichtbar ist, worin eine Dicke des dekorativen Einsatzes etwa 0,5 bis etwa 10 Millimeter, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 5 Millimeter, stärker bevorzugt 0,5 bis etwa 3,0 Millimeter, beträgt, und worin mindestens eines von: einem Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Reibungskoeffizient zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag; eine Verschleißrate des dekorativen Einsatzes im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche ist; oder eine Abnutzungsrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Abnutzungsrate der Hutfläche.
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin umfassend das Durchführen mindestens eines Verfahrens, umfassend: einen Nitrierprozess; einen Aufkohlungsprozess; einen Borierungsprozess; oder einen Oxidationsprozess auf die Bremsscheibe nach dem Gießen.
Verfahren zum Bilden eines dekorativen Einsatzes auf einer Bremsbelagverschleißfläche, einer Hutfläche oder beiden, einer Bremsscheibe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen der Bremsscheibe mit mindestens einer Vertiefung auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche, oder beiden; und Aufbringen eines Einlegematerials auf die mindestens eine Vertiefung, um den dekorativen Einsatz zu bilden, wobei mindestens einer von: einem Reibungskoeffizienten zwischen dem dekorativen Einsatz und einem Bremsbelag im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Reibungskoeffizient zwischen der Bremsbelagverschleißfläche und dem Bremsbelag; einer Verschleißrate des dekorativen Einsatzes im Wesentlichen gleich oder größer als eine Verschleißrate der Bremsbelagverschleißfläche ist; oder eine Abnutzungsrate des dekorativen Einsatzes ist im Wesentlichen gleich oder größer als eine Abnutzungsrate der Hutfläche; und mindestens ein Abschnitt des dekorativen Einsatzes ist auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden sichtbar.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin umfassend das chemische oder mechanische Ausbilden der mindestens einen Vertiefung auf der Bremsbelagverschleißfläche, der Hutfläche oder beiden, worin die mindestens eine Vertiefung eine Tiefe von etwa 0,5 bis etwa 10 Millimeter, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 5 Millimeter, insbesondere 0,5 bis etwa 3,0 Millimeter, aufweist.