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Die Erfindung betrifft eine Rückenplatte und ein Verfahren zur Herstellung einer Rückenplatte eines Fahrzeugbremsbelags, der z.B. in einer Fahrzeugscheibenbremse verwendet wird. Das Fahrzeug kann ein Straßenfahrzeug sein, z. B. ein Lkw, ein Pkw oder ein Bus.
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Bei bestehenden Fahrzeugbremsen, insbesondere bei Fahrzeugscheibenbremsen, sind Bremsbeläge verschiebbare Teile, die eine Reibmaterial, d. h. einen Bremsbelag, umfassen. Sie sind in der Regel als flächige Elemente ausgeführt, die in einem Bremssattel aufgenommen und geführt werden. Ein Bremskolben ist so konfiguriert, dass er mindestens einen der Bremsbeläge berührt, um ihn in Kontakt mit einer Bremsscheibe zu bringen. Häufig sind zwei Bremsbeläge auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe angeordnet und so gestaltet, dass sie die Bremsscheibe beim Bremsen zwischen sich einklemmen.
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Bekannte Bremsbeläge umfassen eine Rückenplatte in Form eines einteiligen Elements aus einem starren Material, häufig einem metallischen Werkstoff wie Gusseisen oder Stahl. Die Rückenplatten werden in der Regel durch Gie-ßen, Schneiden oder Stanzen hergestellt. Eine der Bremsscheibe zugewandte Seite der Rückenplatte trägt das Reibmaterial und manchmal eine optionale Unterschicht, die zwischen dem Reibmaterial und der Rückenplatte angeordnet ist. Eine andere, von der Bremsscheibe abgewandte Seite der Rückenplatte kann von einem Bremskolben berührt werden. Optional kann er eine sog. shim tragen, an der der Bremskolben anliegt und die z. B. zur Reduzierung von Vibrationen dient.
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Ein Beispiel für einen bekannten Bremsbelag findet sich in der
WO 2020/222294 A1 .
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Die Bremsbeläge und insbesondere die Rückenplatte sind während des Betriebs der Fahrzeugbremse unterschiedlichen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Infolgedessen wurde festgestellt, dass bekannte Bremsbeläge unter ungleichmäßigem und insbesondere schrägem Bremsbelagverschleiß leiden. Dies kann zu einem unerwünschten Auftreten von Restschleifmomenten führen, wenn die Bremse nicht aktiviert ist. Außerdem kann es zu starken Vibrationen und/oder Geräuschen kommen, insbesondere zu Quietschgeräuschen. Dies kann die Sicherheit und den Komfort des Fahrers einschränken.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Bremsbelag und insbesondere eine Rückenplatte bereitzustellen, die mindestens einen dieser bestehenden Nachteile reduziert.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und in dieser Beschreibung definiert.
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Dementsprechend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Rückenplatte für einen Fahrzeugbremsbelag offenbart, das Verfahren umfasst die Herstellung mindestens eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs der Rückenplatte durch metallische additive Fertigung; wobei sich der erste Bereich und der zweite Bereich in mindestens einem der folgenden Punkte unterscheiden:
- - einem mechanischen Materialparameter;
- - einem thermodynamischen Materialparameter;
- - einer Materialdichte.
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Eine mit dieser Methode hergestellte Rückenplatte kann vorteilhafterweise in verschiedenen Bereichen unterschiedliche mechanische, thermodynamische und/oder Dichteeigenschaften aufweisen. Dies ermöglicht eine lokale oder anders ausgedrückt, individuelle bereichsweise Anpassung der genannten Eigenschaften, z. B. in Abhängigkeit von den zu erwartenden thermischen und/oder mechanischen Belastungen.
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Auf diese Weise kann z. B. eine ungleichmäßige Erwärmung des Bremsbelags durch Anpassung der lokalen thermodynamischen Materialparameter ausgeglichen werden. Beispielsweise kann in einem der beiden Bereiche, in dem eine hohe Wärmebelastung erwartet wird, ein Wärmeausdehnungskoeffizient verringert und/oder eine Wärmekapazität oder eine Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zum jeweils anderen Bereich, in dem eine geringere Wärmebelastung erwartet wird, erhöht werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann in einem der ersten und zweiten Bereiche, in denen eine hohe mechanische Belastung zu erwarten ist, ein E-Modul, ein G-Modul, ein Poisson-Verhältnis oder eine Zugfestigkeit angepasst werden, um die Steifigkeit lokal zu erhöhen. Dies gilt insbesondere im Vergleich zu dem jeweils anderen von dem ersten und zweiten Bereich, in dem eine geringere mechanische Belastung zu erwarten ist.
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Aus ähnlichen Gründen kann die Materialdichte allgemein in einem der beiden Bereiche, in denen eine vergleichsweise hohe thermische und/oder mechanische Belastung zu erwarten ist, erhöht werden.
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Die Anpassung eines der oben genannten Parameter oder der Dichte kann eine Anpassung ihrer Ausmaße oder Werte oder eine Anpassung ihrer Richtungsabhängigkeit beinhalten (siehe weitere Diskussion unten).
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Das angewandte metallische additive Herstellungsverfahren kann z. B. jegliches von laserbasiertem Pulverbettschmelzen, selektivem Laserschmelzen, gerichteter Energieeinbringung (z. B. mit Draht oder Lichtbogen) und Hochdruck-Kaltgasspritzen umfassen. Im Allgemeinen kann die additive Fertigung eine definierte lokale Verfestigung und/oder lokale Ablagerung eines ansonsten formlosen, z. B. flüssigen oder pulverförmigen Grundmaterials umfassen.
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Alle mechanischen Materialparameter, thermodynamischen Materialparameter und die Materialdichte können durch Variation der Prozessparameter des additiven Metallherstellungsprozesses angepasst werden. Dazu kann die Auswahl einer metallischen Werkstoffzusammensetzung gehören, die als Basismaterial (z. B. ein Pulver) verwendet wird, das während der additiven Fertigung selektiv verfestigt und/oder abgeschieden wird. Wie weiter unten erwähnt, kann diese Materialzusammensetzung z. B. zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich variiert werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Leistung einer Energiequelle, die z. B. für die selektive Verfestigung des Grundmaterials verwendet wird, zwischen den Bereichen angepasst werden. Je höher die Leistung ist, desto mehr Grundmaterial kann in der Regel lokal verfestigt werden, wodurch z. B. die Materialdichte und/oder die mechanische Steifigkeit erhöht und/oder die Wärmeleitfähigkeit verringert wird. Ein ähnlicher Effekt kann erzielt werden, wenn z. B. die Bewegungsgeschwindigkeit einer Energiequelle (z. B. eines Laserstrahls) und des Grundmaterials (z. B. eines Pulverbettes) verlangsamt wird. Dadurch kann sich der Energieeintrag pro lokaler Fläche oder lokalem Volumen des Grundmaterials erhöhen.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Temperatur des Grundmaterials z. B. durch eine Vorwärmeinheit reguliert werden. Je höher z. B. die Temperatur ist, desto höher ist die Erstarrungsgeschwindigkeit, wodurch z. B. die Materialdichte erhöht wird. Darüber hinaus können optionale Schutzgasströmungen bei der Herstellung des ersten oder zweiten Bereichs angepasst werden. Die Geschwindigkeit solcher Gasströmungen kann z. B. die Temperatur des Grundmaterials beeinflussen.
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Die Rückenplatte kann im Allgemeinen als einteiliges Element hergestellt werden. Der erste und der zweite Bereich sowie alle anderen Bereiche der Rückenplatte können ein zusammenhängendes Materialvolumen bilden. Das Material zwischen den Bereichen kann sich in Bezug auf jeden der hier erörterten Parameter (einschließlich der Dichte) voneinander unterscheiden. Dementsprechend kann die Rückenplatte ein durchgehender, einteiliger Körper aus metallischem Material sein, wobei das Material inhomogen sein kann und/oder die Materialeigenschaften (oder das Material als solches) zwischen verschiedenen Bereichen variieren kann/können.
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Die Rückenplatte mit ihren ersten und zweiten Bereichen kann während der additiven Fertigung schichtweise hergestellt werden. Dazu kann gehören, dass die Schichten des ersten und des zweiten Bereichs abwechselnd hergestellt werden, z. B. anstatt einen Bereich vor dem anderen vollständig herzustellen.
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Ein und dieselbe Vorrichtung zur additiven Fertigung von Metall kann für die Herstellung der kompletten Rückenplatte verwendet werden, z. B. in einem im Wesentlichen ununterbrochenen Produktionsprozess (z. B. wenn die Rückenplatte die Vorrichtung nicht zeitweise verlässt).
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Dementsprechend ist in einer Ausführungsform die Rückenplatte als ein integrales Teil ausgebildet. Im Allgemeinen kann die Rückenplatte jedoch Aussparungen, Durchgangslöcher oder Hohlräume aufweisen, um z. B. Gewicht zu sparen oder ihre elastische Verformbarkeit lokal anzupassen.
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Alle Bereiche der Rückenplatte (insbesondere die Rückenplatte als solche) können durch metallische additive Fertigung hergestellt werden. Die Prozessparameter der metallischen additiven Fertigung können zumindest zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich variieren.
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Nach einer Ausführungsform bestehen der erste und der zweite Bereich aus einem gemeinsamen metallischen Werkstoff oder umfassen einen solchen. Auf diese Weise kann bei der metallischen additiven Fertigung ein und dasselbe Material (z. B. Pulver) verwendet werden. Die Unterschiede der Materialparameter zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich können durch Variation der Prozessparameter zwischen diesen Bereichen erreicht werden.
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Alternativ können der erste Bereich und der zweite Bereich aus unterschiedlichen metallischen Werkstoff bestehen oder solche umfassen. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass zwischen den genannten Bereichen eine andere Zusammensetzung des Grundmaterials (z. B. eine andere Zusammensetzung des Pulverbettes) vorgesehen wird. Alternativ kann während der additiven Fertigung auch ein anderes Material in den genannten Bereichen aufgebracht werden.
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In einem Beispiel überschneiden sich der erste Bereich und der zweite Bereich nicht. Sie können z. B. direkt nebeneinander oder in einem gewissen Abstand zueinander liegen. Sie können zum Beispiel verschiedene Bereiche einer dem Reibmaterial des Bremsbelags zugewandten Vorderseite der Rückenplatte bilden oder umfassen. Im Allgemeinen können die Bereiche ein komplettes lokales Materialvolumen der Rückenplatte definieren, d. h. sie definieren und umfassen eine komplette Dicke der Rückenplatte innerhalb des Bereichs. Anders ausgedrückt: Die Bereiche können nicht nur aus einzelnen Materialschichten bestehen, die sich nicht durch die gesamte Dicke der Rückwand erstrecken oder diese definieren.
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In einer Ausführungsform umfassen der erste Bereich und der zweite Bereich unterschiedliche, insbesondere gegenüberliegende Randbereiche der Rückenplatte. So kann die Rückwand beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen oder polygonalen Umriss oder Umfang haben. Die Randbereiche können jeweils aus Segmenten des Umrisses oder des Umfangs der Rückwand bestehen. Die Segmente können unterschiedlich sein.
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In Bezug auf die Drehrichtung einer Bremsscheibe, die durch den Bremsbelag gebremst werden soll (diese Drehrichtung ergibt sich, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt), kann die Rückenplatte eine Vorderkante [englisch: leading edge] und eine Hinterkante [englisch: trailing edge] haben. Ein bestimmtes Segment der Bremsscheibe kann während der Vorwärtsdrehung zuerst die Vorderkante passieren, bevor es die Hinterkante passiert. Die Vorderkante und die Hinterkante können jeweils einen Führungsvorsprung oder ein Führungsohr aufweisen, das in einer Führungsaussparung eines Bremssattels aufgenommen werden kann. Die Vorderkante und die Hinterkante können jeweils durch eine Oberkante und eine Unterkante des Bremsbelags verbunden sein, wobei diese Verbindung z. B. in Eckbereichen der Rückenplatte liegt. In Bezug auf die Drehachse der Bremsscheibe kann der obere Rand radial weiter außen liegen als der untere Rand.
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Durch die Positionierung des ersten und des zweiten Bereichs an unterschiedlichen Randbereichen der Rückenplatte können die unterschiedlichen thermischen und mechanischen Belastungen in der Nähe dieser Ränder berücksichtigt werden. An der Vorderkante können zum Beispiel höhere mechanische und thermische Belastungen auftreten als an der Hinterkante. Dementsprechend kann der jeweilige erste oder zweite Bereich, der zumindest einen Teil der Vorderkante umfasst, steifer ausgelegt und/oder mit einer höheren Wärmekapazität versehen werden, z. B. im Vergleich zu einem Bereich, der die Hinterkante umfasst.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass entweder der erste oder der zweite Bereich von jeglichem Randbereich der Rückenplatte entfernt liegt. Anders ausgedrückt, kann sich dieser Bereich in oder nahe der Mitte der typischerweise ebenen Rückenplatte und/oder in einem Abstand zu den Rändern der Rückenplatte befinden. Andererseits kann der jeweils andere Bereich des ersten und des zweiten Bereichs einen Randbereich der Rückenplatte umfassen. Auf diese Weise können die Materialeigenschaften und insbesondere alle hier erörterten Materialparameter (einschließlich der Materialdichte) zwischen einem inneren oder zentralen Bereich der Rückenplatte und einem äu-ßeren oder Randbereich variiert werden. Es wurde festgestellt, dass die mechanischen und/oder thermischen Spannungen zwischen diesen Bereichen erheblich variieren können, was durch diese Ausführungsform effizient kompensiert werden kann. Alle hier erörterten Randbereiche können zumindest einen Abschnitt einer Ober- oder Unterkante oder einer Vorder- oder Hinterkante umfassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mindestens einer der ersten und zweiten Bereiche so hergestellt, dass er mindestens einen richtungsabhängigen mechanischen Parameter und/oder mindestens einen richtungsabhängigen thermodynamischen Parameter und/oder eine richtungsabhängige Materialdichte aufweist. Dies kann z.B. durch eine richtungsabhängige Verflüssigung und/oder eine richtungsabhängige Ablagerung erreicht werden, um z.B. eine richtungsabhängige Kristallstruktur oder allgemein eine richtungsabhängige (z.B. mikro- oder makroskopische) Materialstruktur zu erzeugen.
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Der mechanische Materialparameter kann z. B. ein E-Modul, ein G-Modul, ein Poisson-Verhältnis oder eine Zugfestigkeit sein.
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Bei dem thermodynamischen Materialparameter kann es sich z. B. um einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine Wärmekapazität oder eine Wärmeleitfähigkeit handeln.
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen auch eine Rückenplatte, die nach einem der hier beschriebenen Verfahren hergestellt wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Rückenplatte mit einem ersten metallischen Bereich und einem zweiten metallischen Bereich, die sich in mindestens einem der folgenden Punkte voneinander unterscheiden:
- - einem mechanischen Materialparameter;
- - einem thermodynamischen Materialparameter;
- - einer Materialdichte.
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Die Rückenplatte kann darüber hinaus jede(s) der hierin offenbarten Merkmale und Varianten aufweisen. So kann beispielsweise das Metallmaterial der metallischen Bereiche identisch oder unterschiedlich sein. Die Bereiche können sich auch nicht überlappen und/oder können voneinander beabstandet sein, z. B. indem sie sich an verschiedenen Randbereichen der Rückenplatte befinden oder diese umfassen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren erörtert. Figurenübergreifend können gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Merkmale verwendet werden.
- 1 ist eine Schnittdarstellung einer Fahrzeugscheibenbremse, die einen Bremsbelag mit einer Rückenplatte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst.
- 2 ist eine Seitenansicht des Bremsbelags aus 1.
- 3 ist eine Vorderansicht der Rückenplatte des Bremsbelags.
- 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine Fahrzeugscheibenbremse 1, die im Allgemeinen entsprechend den bekannten Konfigurationen konfiguriert ist, mit Ausnahme der weiter unten beschriebenen Rückenplatte 10. Die Rückenplatte 10 wird nach einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt.
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Die Fahrzeugscheibenbremse 1 umfasst eine Bremsscheibe 2, die sich um eine Rotationsachse R dreht. Die Schnittebene von 1 umfasst die Rotationsachse R. Die Fahrzeugscheibenbremse 1 umfasst ferner einen Bremssattel 3, der sich von einer Seitenfläche der Bremsscheibe 2 zu einer anderen, gegenüberliegenden Seitenfläche erstreckt. Der Bremssattel 3 trägt zwei Bremsbeläge 4. Diese sind benachbart zu den gegenüberliegenden Seitenflächen der Bremsscheibe 2 angeordnet, um die Bremsscheibe 2 zwischen sich einzuklemmen. Dies geschieht durch eine Verschiebung der Bremsbeläge 4 entlang der Rotationsachse R, genauer gesagt durch einen Bremskolben 5, der den (in 1) rechten Bremsbelag 4 in Kontakt mit der entsprechend benachbarten Seitenfläche der Bremsscheibe 2 drückt. Nach bekannten Schwimmsattelprinzipien wird somit auch der (in 1) linke Bremsbelag 4 in Kontakt mit der gegenüberliegenden Seitenfläche der Bremsscheibe 2 gedrückt.
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2 zeigt den rechten Bremsbelag 4 aus 1 in näheren Details. Der Bremsbelag 4 umfasst eine ebene, plattenförmige Rückenplatte 10. An einer der Bremsscheibe 2 zugewandten Stirnseite des Bremsbelags 10 ist ein Reibmaterialbelag 12 vorgesehen. Zwischen dem Reibmaterialbelag 12 und dem Bremsbelag 10 kann optional eine nicht abgebildete Unterschicht angeordnet werden. Das Reibmaterial kann nach bekannten Beispielen konfiguriert sein und unterscheidet sich in der Regel vom Material der Rückenplatte 10.
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An der Rückseite der Rückenplatte 10 ist eine optionale shim 14 angebracht. Die shim 14 wird vom Bremskolben 5 berührt, wenn er am Bremsbelag 4 anliegt, um diesen in Kontakt mit der Bremsscheibe 2 zu drücken.
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Wie durch eine entsprechend angepasste Ausrichtung des dargestellten Koordinatensystems angedeutet, handelt es sich bei 3 um eine Vorderansicht der Rückenplatte 10 aus 2. Die Form und insbesondere der Umriss, die Grundfläche oder der Umfang dieser Rückenplatte 10 können bekannten Beispielen entsprechen. Dementsprechend weist die Rückenplatte 10 einen radial oberen Rand 16 und einen gegenüberliegenden, radial unteren Rand 18 auf. Diese sind durch Seitenränder verbunden. Einer dieser Seitenränder stellt (in Bezug auf eine angegebene Drehrichtung F der Bremsscheibe 2 bei Vorwärtsfahrt) eine Vorderkante 20 dar. Der gegenüberliegenden Seitenrand stellt eine Hinterkante 22 dar. Sowohl die Vorderkante 20 als auch die Hinterkante 22 weisen einen Führungsvorsprung 24 auf, der in nicht dargestellten Führungsaussparungen eines Bremssattels aufnehmbar ist.
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Die verschiedenen Ränder 16, 18, 20, 22 sind in Eckbereichen 26 der Rückenplatte 10 miteinander verbunden oder gehen ineinander über. In den Eckbereichen 26 ändert sich eine Umfangsrichtung und/oder Umfangserstreckung der Rückenplatte 10 um mehr als 20° und z.B. um mehr als 45°.
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Die Rückenplatte 10 ist in eine Reihe von Bereichen 28 unterteilt. Mindestens einer dieser Bereiche 28 stellt einen ersten Bereich 30 gemäß einem der hier offenbarten Beispiele dar, während mindestens ein anderer dieser Bereiche 28 einen zweiten Bereich 32 gemäß einem der hier offenbarten Beispiele darstellt.
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Im Allgemeinen können sich die Eigenschaften der Bereiche 28 von einem entsprechend benachbarten Bereich 28 zumindest in Bezug auf jeglichen hierin offenbarten mechanischen Materialparameter, jeglichen hierin offenbarten thermodynamischen Materialparameter oder die Materialdichte unterscheiden.
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Dies wird dadurch erreicht, dass die Rückenplatte 10 als integriertes, einteiliges Metallteil durch metallische additive Fertigung hergestellt wird. Insbesondere werden die Prozessparameter der additiven Fertigung und/oder das verwendete metallischen Materials (z. B. das erstarrte oder abgeschiedene metallische Material, das die Rückenplatte 10 bildet) zwischen den genannten Bereichen geändert.
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Dadurch können die mechanischen und/oder thermodynamischen Eigenschaften der Rückenplatte 10 bereichsweise individuell eingestellt werden. Auf diese Weise können Unterschiede in den lokal zu erwartenden thermischen und/oder mechanischen Belastungen berücksichtigt werden.
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In 3 sind ein exemplarischer erster Bereich 30 und ein exemplarischer zweiter Bereich 32 eingezeichnet, die sich gemäß einem der hier offengelegten Beispiele voneinander unterscheiden. Diese Bereiche 30, 32 befinden sich an und umfassen Abschnitte von verschiedenen Rändern 16, 18, 20, 22 der Rückenplatte 10. Im Einzelnen umfasst ein erster Bereich 30 mindestens einen Abschnitt der Vorderkante 20, während ein zweiter Bereich 32 mindestens einen Abschnitt der Hinterkante 22 umfasst.
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Es wurde festgestellt, dass die mechanischen und/oder thermischen Belastungen zwischen der Vorderkante 20 und der Hinterkante 22 erheblich variieren können. Dies kann durch eine entsprechende Platzierung des ersten und zweiten Bereichs 30, 32 effizient gelöst werden.
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Die Rückenplatte 10 umfasst auch mindestens einen zentralen Bereich 34, der sich in einem Abstand zu den Rändern 16, 18, 20, 22 der Rückenplatte 10 befindet. Dieser zentrale Bereich 34 kann im Hinblick auf alle hierin offengelegten Materialparameter (einschließlich der Dichte) anders konfiguriert sein als mindestens einer der ersten und zweiten Bereiche 30, 32.
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Es wurde festgestellt, dass sich die mechanischen und/oder thermischen Belastungen zwischen solchen zentralen Bereichen 34 und insbesondere Bereichen 28 an der Vorderkante 20 und/oder Hinterkante 22 erheblich unterscheiden können. Dies kann effizient gelöst werden, indem der zentrale Bereich 34 anders hergestellt wird als z. B. mindestens einer der dargestellten ersten und zweiten Bereiche 30, 32.
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4 ist ein Flussdiagramm, das einen möglichen Prozessablauf eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. In einem ersten Schritt S1 wird zumindest ein Teil (z. B. mindestens eine Schicht) des ersten Bereichs 30 der Rückenplatte 10 durch metallische additive Fertigung hergestellt. In einem zweiten Schritt S2 wird mindestens ein Prozessparameter geändert. In einem dritten Schritt S3 wird zumindest ein Teil (z. B. mindestens eine Schicht) des zweiten Bereichs 32 der Rückenplatte 10 durch metallische additive Fertigung mit dem geänderten Prozessparameter hergestellt.
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Falls der erste Bereich 30 und der zweite Bereich 32 in den Schritten S1 und S3 nur teilweise hergestellt wurden, kann das Verfahren zu Schritt S1 zurückkehren, z. B. um eine weitere Schicht des ersten Bereichs 30 (und anschließend des zweiten Bereichs 32) herzustellen. Dazu gehört auch die Umkehrung der Änderung der Prozessparameter in Schritt S2. Auf diese Weise können die Schritte S1-S3 wiederholt werden, bis der erste und zweite Bereich 30, 32 (d. h. alle ihre Schichten) vollständig hergestellt sind.
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Es ist zu beachten, dass die Z-Y-Ebene in 3 einer Ebene entspricht, in der (oder parallel zu der) die Schichten gebildet werden. Die Schichten werden entlang der X-Achse gestapelt, die orthogonal zur Bildebene verläuft.
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Wenn mehr als zwei Bereiche 28 mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden sollen (wie in 3 dargestellt), können weitere Schritte ähnlich wie S1 und S3 zur Herstellung jedes der Bereiche 28 mit einem Zwischenschritt ähnlich wie Schritt S2 zur Änderung der Prozessparameter vorgesehen werden.
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In 3 sind beispielhafte Bereiche 40, 42, 44 dargestellt, die bevorzugte mechanische Eigenschaften aufweisen. Es kann nur ein Typ dieser Bereiche 40, 42, 44 oder eine beliebige Kombination von nur zwei der genannten Bereiche 40, 42, 44 vorgesehen sein.
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Eine erste Art von Bereich 40 befindet sich in einer radial oberen Hälfte, z. B. angrenzend an einen oberen Randabschnitt der Rückenplatte 10 oder diesen umfassend. Beispielsweise können zwei entsprechende Bereiche 40 vorgesehen sein, die symmetrisch zu einer zentralen Radialachse der Rückenplatte 10 (z. B. der Z-Achse von 3) angeordnet sind. Der Bereich 40 hat einen erhöhten E-Modul, z. B. einen maximalen oder überdurchschnittlichen E-Modul im Vergleich zu den anderen Bereichen der Rückenplatte 10. Dies ermöglicht einen Ausgleich der in diesem Bereich 40 auftretenden hohen Spannungen.
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Ein solcher Bereich 40 kann insbesondere an einer Rückenplatte 10 vorgesehen sein, die sich auf einer Kolbenseite des Bremssattels 3 befindet (d.h. am rechten Bremsbelag 4 von 1). Dies kann auch als innere Rückenplatte 10 bezeichnet werden. Er kann auch auf einer Rückenplatte 10 bereitgestellt sein, die sich auf der vom Bremskolben 5 abgewandten Fingerseite des Bremssattels 3 (d. h. am linken Bremsbelag 4 in 1) befindet. Dies kann auch als innere Rückenplatte 10 bezeichnet werden.
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Es ist zu beachten, dass zusätzlich oder alternativ die innere Rückenplatte 10 einen zentralen Bereich (z. B. im Bereich des dargestellten Koordinatensystems) mit überdurchschnittlicher Duktilität aufweisen kann. Die Dehnbarkeit ermöglicht eine zuverlässige Kraftübertragung zwischen dem Bremssattel 5 und der Rückenplatte 10.
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Eine andere Art von Bereich 44 befindet sich in einer radial unteren Hälfte der Rückenplatte 10, z. B. in der Nähe eines unteren Randbereichs der Rückenplatte 10 oder diesen umfassend. Es können beispielsweise zwei entsprechende Bereiche 44 vorgesehen sein. Diese können symmetrisch zu einer zentralen Radialachse der Rückenplatte 10 (z. B. der Z-Achse in 3) angeordnet sein. Dieser Bereich 44 weist eine überdurchschnittliche oder maximale Duktilität auf. Ein solcher Bereich 44 kann insbesondere an einer inneren Rückenplatte 10 vorgesehen sein. Die Duktilität ermöglicht eine zuverlässige Kraftübertragung zwischen dem Bremssattel 3 und der Rückenplatte 10.
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Eine andere Art von Bereich 42 umfasst einen der Führungsvorsprünge 24 und hat einen erhöhten G-Modul, z. B. einen maximalen oder überdurchschnittlichen G-Modul im Vergleich zu den anderen Bereichen der Rückenplatte 10. Ein solcher Bereich 42 kann an jeglicher Rückenplatte 10 vorgesehen sein, unabhängig von ihrer inneren oder äußeren Position.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Bereich 42 durch eine überdurchschnittliche oder maximale Verschleißfestigkeit gekennzeichnet sein, z.B. durch eine erhöhte Materialstärke, eine zusätzliche Verschleißschicht von zwischen 1-3 mm oder allgemein durch ein Material mit erhöhter Verschleißfestigkeit im Vergleich zum Rest der Rückenplatte 10. Dies trägt dazu bei, den erhöhten Verschleiß auszugleichen, der typischerweise an den Führungsvorsprüngen 24 auftritt.
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Liste der Bezugszeichen
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- 1
- Fahrzeugscheibenbremse
- 2
- Scheibenbremse
- 3
- Bremssattel
- 4
- Bremsbelag
- 5
- Bremskolben
- 10
- Rückenplatte
- 12
- Reibmaterialbelag
- 14
- Shim
- 16
- obere Kante
- 18
- untere Kante
- 20
- Vorderkante
- 22
- Hinterkante
- 24
- Führungsvorsprung
- 26
- Eckbereich
- 28, 30, 32, 34
- Bereich der Rückenplatte
- 40
- Bereich mit hohem E-Modul
- 42
- Bereich mit hohem G-Modul und/oder hoher Verschleißfestigkeit
- 44
- Bereich mit hoher Duktilität
- R
- Rotationsachse
- F
- Drehrichtung vorwärts
- X, Y, Z
- Koordinatenachsen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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