DE19608952A1

DE19608952A1 - Brake disc with sprayed-on aluminium@ and titanium@ oxide friction surfaces

Info

Publication number: DE19608952A1
Application number: DE1996108952
Authority: DE
Inventors: Stefan Fritschle; Stefan Ruckh
Original assignee: Gustav Magenwirth GmbH and Co KG
Current assignee: Gustav Magenwirth GmbH and Co KG
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1997-09-11

Abstract

The brake disc may consist of a solid rim (4) with narrow friction surfaces (6) on either side made of a mixture of substances sprayed on at high temperature. A mixture of aluminium oxide and titanium oxide may be used. The friction surface may be machined after the spraying process. The hub of the disc consists of a hexagonal array of spokes which may accommodate a certain amount of thermal expansion. The inside of the rim may be connected to a thin ring at six equidistant points and midway between these points there are connections to a star-shaped array of spokes with a central large hole (2). There are three small equidistantly spaced holes (3) for fastening bolts.

Description

Es sind verschiedene Bremsscheiben der gattungsgemäßen Art bekannt. Eine Aus führung besteht aus einer Scheibe aus Aluminiumiegierung mit Harteloxalbeschichtung. Die Scheibe wird dabei anodisch oxidiert, wobei sich die Oberfläche in eine Aluminium oxidschicht umwandelt, die sehr hart ist. Nachteilig ist, daß die Schichtdicke höchstens etwa 60 m betragen kann, daß der Reibungskoeffizient niedrig ist und daß auf die technologischen Eigenschaften der Aluminiumoxidschicht kaum Einfluß genommen werden kann.Various brake discs of the generic type are known. An out the guide consists of a disc made of aluminum alloy with hard anodized coating. The disc is anodically oxidized, whereby the surface turns into an aluminum oxide layer that is very hard. The disadvantage is that the layer thickness at most can be about 60 m, that the coefficient of friction is low and that on the technological properties of the aluminum oxide layer can hardly be influenced can.

Bei einer weiteren Ausführung wird die Scheibe mit einer chemisch abgeschiedenen Be schichtung versehen, in die Partikel eines zweiten Werkstoffes eingelagert sein können, z. B. Nickel mit eingelagerten Aluminiumoxidpartikeln. Die Schichtdicke liegt in ähnlicher Größenordnung wie oben und ist damit für eine Bremsscheibe, deren Zweck die Erzeugung eines Reibmomentes ist und die einem erheblichen Verschleiß unterliegt, zu gering.In a further embodiment, the disk is covered with a chemically deposited Be provide layering in which particles of a second material can be embedded, e.g. B. nickel with embedded aluminum oxide particles. The layer thickness is similar Order of magnitude as above and is therefore for a brake disc, the purpose of which is generation a friction torque and which is subject to considerable wear, is too low.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Bremsscheibe vorzuschlagen, auf deren Trägerwerkstoff Verschleißschichten aus beliebigen verschleißfesten Werkstoffen mit erheblich größerer Schichtdicke aufgebracht sind.It is therefore an object of the invention to avoid this disadvantage and a brake disc to propose wear layers made of any wear-resistant on the carrier material Materials with a considerably greater layer thickness are applied.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verschleißschichten durch thermisches Spritzen aufgebracht sind. Mit diesem Verfahren ist es möglich, einen hinsicht lich Reibung und Abnützung optimalen Werkstoff für die Verschleißschichten auszuwählen und diesen in einer solchen Dicke auf die Scheibe aus einer Leichtmetallegierung aufzubringen, daß die Lebensdauer der Bremsscheibe den Erwartungen entspricht. Eine solche Bremsscheibe ist wegen ihres geringen Gewichtes insbesondere für Fahrräder in hervorragender Weise ge eignet.The object is achieved in that the wear layers through thermal spraying are applied. With this procedure it is possible to take a look In terms of friction and wear, select the optimal material for the wear layers and apply it to the disc made of a light metal alloy in such a thickness, that the life of the brake disc meets expectations. Such a brake disc is ge because of their low weight especially for bicycles in an excellent manner is suitable.

Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels dient zusammen mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung. Es zeigt:The following description of an exemplary embodiment serves together with the drawings the detailed explanation. It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Bremsscheibe Fig. 1 is a plan view of the brake disc according to the invention

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line AA in FIG. 1.

Die Bremsscheibe (10) besteht einer runden ebenen Scheibe (1) aus einer Leichtmetall legierung insbesondere einer Aluminiumiegierung. Die Scheibe (1) hat in ihrem Zentrum eine Bohrung (2), mittels der sie auf der Nabe des Fahrrades zentriert wird. Außerdem sind Befestigungsbohrungen (3) zum Verschrauben der Scheibe mit der Nabe vorge sehen.The brake disc ( 10 ) consists of a round, flat disc ( 1 ) made of a light metal alloy, in particular an aluminum alloy. The disc ( 1 ) has a hole ( 2 ) in its center, by means of which it is centered on the hub of the bicycle. In addition, mounting holes ( 3 ) are provided for screwing the disc to the hub.

Gegen den äußeren konzentrischen Ring (4) werden bei Betätigung der Bremse die Brems beläge gedrückt, wodurch ein vom Anpressdruck und vom Reibwert abhängiges Reib moment das Bremsmoment, erzeugt wird. Zwischen dem äußeren Ring (4) und der inneren Bohrung (2) ist die Scheibe (1) im allgemeinen mit Durchbrüchen (5) versehen, die einerseits der Gewichtserleichterung dienen und andererseits verhindern sollen, daß die Scheibe (1) sich bei der durch das Bremsen hervorgerufenen Erwärmung verformt, also ihre Ebenheit verliert. Der äußere Ring (4), der beim Anpressen der Beläge, also beim Bremsen, einem hohen Ver schleiß unterliegt, ist beidseitig mit Verschleißschichten (6) versehen, da das Grundmaterial der Scheibe (1), die Aluminiumiegierung, der Beanspruchung nicht standhält.The brake pads are pressed against the outer concentric ring ( 4 ) when the brake is actuated, which generates a braking torque that is dependent on the contact pressure and the coefficient of friction. Between the outer ring ( 4 ) and the inner bore ( 2 ), the disc ( 1 ) is generally provided with openings ( 5 ), which on the one hand serve to lighten the weight and on the other hand are to prevent the disc ( 1 ) from moving through Brakes caused by the warping deformed, thus losing their flatness. The outer ring ( 4 ), which is subject to high wear when pressing the pads, i.e. when braking, is provided with wear layers ( 6 ) on both sides, since the base material of the disc ( 1 ), the aluminum alloy, does not withstand the stress.

Als Beschichtungswerkstoffe können Metalle, z. B. Edelstahl, Metalloxide, keramische Werkstoffe, z. B. Aluminiumoxid, Titanoxid, und deren Gemische eingesetzt werden.As coating materials, metals, e.g. B. stainless steel, metal oxides, ceramic Materials, e.g. B. aluminum oxide, titanium oxide, and mixtures thereof.

Die Verschleißschichten (6) werden erfindungsgemäß durch thermisches Spritzen auf die Scheibe (1) aufgebracht. Unter dem Begriff "thermisches Spritzen" sind unterschiedliche Spritzverfahren zusammengefaßt, z. B. Flammspritzen, Laserspritzen, Lichtbogenspritzen oder Plasmaspritzen. Gemeinsames Kennzeichen ist der Einsatz von thermischer und kine tischer Energie. Die Auswahl des jeweiligen Spritzverfahrens richtet sich nach den techno logischen Gegebenheiten. The wear layers ( 6 ) are applied according to the invention by thermal spraying on the disc ( 1 ). Under the term "thermal spraying" different spraying methods are summarized, for. B. flame spraying, laser spraying, arc spraying or plasma spraying. A common characteristic is the use of thermal and kinetic energy. The selection of the respective spraying process depends on the technological conditions.

Das Verfahren hat den Vorteil, daß eine Vielzahl von Metallen und metallischen Stoffen verarbeitet und die Schichten (6) in nahezu beliebiger Dicke aufgebracht werden können. Es besteht somit die Möglichkeit, die Schichten nach Verschleiß und Reibwert optimal zu gestalten. Um eine besonders glatte Oberfläche mit geringer Rauhtiefe zu er zielen, können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Verschleißschichten (6) mecha nisch nachbearbeitet, z. B. gedreht oder geschliffen werden.The method has the advantage that a large number of metals and metallic substances can be processed and the layers ( 6 ) can be applied in almost any thickness. It is therefore possible to optimally design the layers according to wear and friction. In order to achieve a particularly smooth surface with a low surface finish, in a further embodiment of the invention the wear layers ( 6 ) can be mechanically reworked, e.g. B. rotated or ground.

Claims

1. Brake disc for a disc brake of bicycles, consisting of a disc made of a light metal alloy and wear layers applied thereon, characterized in that the wear layers ( 6 ) are applied by thermal spraying.

2. Brake disc according to claim (1), characterized in that the wear layers ( 6 ) consist of stainless steel.

3. Brake disc according to claim 1, characterized in that the wear layers ( 6 ) consist of several substances.

4. Brake disc according to claim (3), characterized in that the wear layers ( 6 ) consist of a mixture of aluminum oxide and titanium oxide.

5. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the wear layers ( 6 ) are mechanically nachbe works.