DE19755061C2 - Verwendung eines Verfahrens zur Beschichtung und Bearbeitung bei einem Bremsenbauteil sowie zugehöriges Bremsenbauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Verfahrens zur Beschichtung und Bearbeitung bei metallischen Bremsenbautei­ len, die ausgehend vom unbearbeiteten Rohteil zumindest teilweise sowohl mechanisch bearbeitet als auch mit wenigs­ tens einer Oberflächenbeschichtung versehen werden sollen.

Allgemein sind im Maschinenbau unterschiedlichste Arten von Lackierungen und Beschichtungen für metallische Gegenstände bekannt. Dabei werden sowohl Gleitlackbeschichtungen erwähnt wie auch lackartige Oberflächenbeschichtungen zum Schutz der metallischen Oberfläche. Gleitlackbeschichtungen kommen in der Regel zum Einsatz an der Kontaktfläche zwischen bewegli­ chen Bauteilen oder aber direkt in Gleitlagerelementen. Sonstige Beschichtungen, die neben dem Oberflächenschutz auch häufig zur farblichen Kennzeichnung dienen, kommen bei verschiedenartigen maschinenbaulichen Anwendungen zum Ein­ satz.

Insbesondere korrosionsgefährdete Bauteile, bei denen häufig eine zusätzliche korrosionsbeständige, galvanische Oberflä­ chenbehandlung erforderlich ist, durchlaufen innerhalb ihres vollständigen Herstellungsprozesses zahlreiche Bearbeitungs­ schritte. Speziell die Kombination von mechanischer Bearbei­ tung, Oberflächenbeschichtung sowie galvanischer Oberflä­ chenbehandlung, wie sie nicht selten für metallische Bautei­ le im Maschinenbau notwendig wird, benötigt einen sehr auf­ wendigen und kostenintensiven Herstellungsprozeß, ausgehend vom Rohteil bis zum Fertigprodukt.

In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise allgemein aus der DE 31 18 266 A1 bekannt, Felgen für Kraftfahrzeugräder einem mehrstufigen Beschichtungs- bzw. Bearbeitungsverfahren zu unterziehen. Danach wird die Felge ausgehend vom gegosse­ nen Rohzustand zunächst durch eine mechanische Drehbearbei­ tung in die Endform gebracht und anschließend mit einer Kunstharzschicht beschichtet. Die Kunstharzschicht wird dann mittels mechanischer Bearbeitung im Bereich der Reifenaufla­ geflächen wieder entfernt, wobei die freigelegten Reifenauf­ lageflächen abschließend galvanisch behandelt werden. Das mehrstufige Verfahren erfordert dabei nachteilig viele ein­ zelne Verfahrensschritte um vom Rohteilzustand zum fertig bearbeiteten Endzustand der Felge zu gelangen.

Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Ver­ fahren zur Beschichtung und mechanischen Bearbeitung metal­ lischer Bremsenbauteile anzugeben, welches ausgehend vom un­ bearbeiteten Rohteil einen vereinfachten und verbesserten Fertigungsablauf ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprü­ che 1 bzw. 5. Dabei ist vorgesehen, für Bremsbauteile ein Verfahren zur Beschichtung und Bearbeitung anzuwenden, nach dem zunächst an dem unbearbeiteten Rohteil zumindest an den dafür vorgesehenen Stellen eine Oberflächenbeschichtung aus einem galvanisch- und säurebeständigen Material aufgebracht wird und erst anschließend die mechanische, insbesondere spanende Bearbeitung der erforderlichen Bereiche am metalli­ schen Bauteil durchgeführt wird. Anschließend können die mechanisch bearbeiteten Bereiche des me­ tallischen Bremsenbauteils mit einer korrosionsbeständigen, galvanischen Oberflächenbehandlung versehen werden (vorzugs­ weise Verzinken oder Eloxieren), wodurch sich eine erhebli­ che Reduzierung des aufgewendeten Material-Energiebedarfes ergibt. Im einzelnen werden die unbearbeiteten Rohteile vor­ zugsweise vollständig mit der Oberflächenbeschichtung verse­ hen, wobei beim anschließenden mechanischen Bearbeitungs­ schritt diese Beschichtung wieder teilweise entfernt wird. An exakt diesen, insbesondere spanend bearbeiteten Stellen wird dann die korrosionsbeständige, galvanische Oberflächen­ behandlung angewendet. Ein derartiges Herstellverfahren ges­ tattet einen erheblich vereinfachten Fertigungsablauf.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn das unbearbeitete Rohteil durch Gießen hergestellt ist und ohne­ hin innerhalb des Herstellungsprozesses eine mechanische Be­ arbeitung sowie eine Oberflächenbeschichtung erfährt.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das galvanisch- und säurebeständige Material zur Beschichtung zumindest ei­ nen Polyamid-Anteil bzw. einen Epoxidharz-Anteil und dient in erster Linie zum Oberflächenschutz des behandelten metal­ lischen Bauteiles. Ergänzend dazu läßt sich die Beschichtung mit Farbpigmenten versehen, wodurch sich eine farbliche Kennzeichnung des metallischen Bauteiles durch die Oberflä­ chenbeschichtung ergibt. Die Verwendung von Polyamid bzw. Epoxidharz innerhalb der Beschichtung ergibt eine besonders robuste, für eine spätere Zerspanung geeignete und wider­ standsfähige Beschaffenheit der Beschichtung. Die Wider­ standsfähigkeit der Beschichtung ist erforderlich, um eine Beschädigung durch die auftretenden hohen Spanndrücke wäh­ rend der mechanischen Bearbeitung bzw. durch die spanende Bearbeitung selbst zu verhindern, sowie auch bei der nach­ folgenden galvanischen Oberflächenbehandlung.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des beschriebenen Her­ stellverfahrens bei Elementen von Kraftfahrzeug-Radbremsen, insbesondere bei Bremsträgern oder Bremssätteln von Schei­ benbremsen. In diesem Fall dient die galvanisch- und säure­ beständige Beschichtung des Bremsträgers bzw. des Bremssat­ tels in erster Linie dem Oberflächenschutz, kann aber durch­ aus auch zur farblichen Markierung der entsprechenden Bau­ teile verwendet werden.

Anhand der Zeichnung wird das Herstellverfahren exemplarisch für Bremsenbauteile im folgenden näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 drei Ansichten eines Bremsträgers, der sowohl teil­ weise spanend bearbeitet ist als auch mit einer O­ berflächenbeschichtung versehen ist.

Der in Fig. 1 in drei Ansichten dargestellte Bremsträger 1, der mittels des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens gefer­ tigt wurde, besteht im wesentlichen aus einem parallel zu einer nicht gezeigten Bremsscheibe verlaufenden Basis­ abschnitt 2 sowie zwei axial die Bremsscheibe überragenden Bremsträgerarmen 3. Mit dem Basisabschnitt 2 wird der Brems­ träger 1 mittels zweier Durchgangsbohrungen 4 üblicherweise am Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges verschraubt. An den Bremsträgerarmen 3 sind axial sich erstreckende Führungs­ nuten 5 vorgesehen, an denen nicht gezeigte Bremsbeläge axi­ al verschiebbar geführt und abgestützt sind. Des weiteren besitzt der Basisabschnitt 2 zwei Gewindebohrungen 6, an denen über nicht gezeigte Führungsbolzen ein Bremssattel axial verschiebbar geführt ist.

Im allgemeinen wird das unbearbeitete Rohteil eines derarti­ gen Bremsträgers 1 üblicherweise durch ein Gußverfahren her­ gestellt. Damit ist zur Schaffung definierter Oberflächen im Bereich der Bohrungen 4, 6 sowie der Führungsnuten 5 eine mechanische Bearbeitung des Rohteiles erforderlich. Danach ist eine korrosionsbeständige, galvanische Oberflächenbe­ handlung notwendig. In einigen Anwendungsfällen wird zusätz­ lich noch eine Oberflächenbeschichtung des gesamten Brems­ trägers, entweder zur farblichen Kennzeichnung oder aber zum allgemeinen Oberflächenschutz, gewünscht. Zur Realisierung der Oberflächenbeschichtung, der mechanischen Bearbeitung sowie der korrosionsbeständigen, galvanischen Oberflächenbe­ handlung wird ein mehrstufiges, kostengünstiges Herstell­ verfahren vorgeschlagen. Dazu wird das Bremsträgerrohteil zunächst vollständig mit einer galvanisch- und säurebestän­ digen Oberflächenbeschichtung versehen. Dabei besteht die Beschichtung insbesondere aus einem Polyamid-Material oder Epoxidharz, wodurch sich eine äußerst robuste und wider­ standsfähige Beschaffenheit der Beschichtung 7 ergibt. Vor­ teilhafterweise können der Beschichtung 7 Farbpigmente zu­ gegeben werden, wodurch der Bremsträger 1 entweder gezielt farblich markiert oder aber aus Designgründen beliebig ein­ gefärbt werden kann. Dabei kann die Oberflächenbeschichtung 7 entweder durch einen Lackiervorgang oder aber durch einen Pulverbeschichtungsvorgang aufgetragen werden. Anschließend wird der vollständig an seiner Oberfläche beschichtete Bremsträger 1 an den entsprechenden Stellen mechanisch, ins­ besondere spanend bearbeitet. An den spanend bearbeiteten Stellen, insbesondere den Bohrungen 4, 6 und den Führungs­ nuten 5, die innerhalb der Zeichnung kariert schraffiert dargestellt sind, wird die vorzugsweise farbige Oberflächen­ beschichtung 7 wieder abgetragen und es kommt der rohe, nicht korrosionsgeschützte Bremsträgerwerkstoff zum Vor­ schein. Dabei wirkt sich die widerstandsfähige Beschaffen­ heit der Oberflächenbeschichtung 7 insofern vorteilhaft aus, daß die Beschichtung die hohen Spanndrücke während der me­ chanischen Bearbeitung sowie die spanende Bearbeitung selbst nahezu beschädigungsfrei übersteht ohne sich vom Bremsträger 1 zu lösen. Zum Korrosionsschutz der spanend bearbeiteten Oberflächen (karierte Teilflächen in Fig. 1) wird der be­ schichtete und spanend bearbeitete Bremsträger 1 abschlie­ ßend einer korrosionsbeständigen, galvanischen Oberflächen­ behandlung unterzogen. Im Vergleich zu bisherigen Herstel­ lungsprozessen, bei denen unmittelbar das mechanisch bear­ beitete Fertigteil galvanisch behandelt und anschließend ggf. mit einer Farbschicht versehen wurde, ergibt sich für das erfindungsgemäße Herstellverfahren eine stark reduzierte galvanisch zu behandelnde Oberfläche am Bremsträger 1, wo­ durch sich eine erhebliche Reduzierung des anfallenden Material- und Energiebedarfes während der galvanischen Ober­ flächenbehandlung ergibt. Dabei wird innerhalb des Kraft­ fahrzeugbereiches als galvanischer Bearbeitungsschritt übli­ cherweise das Verzinken gewählt. Grundsätzlich läßt sich jedoch das beschriebene Herstellverfahren nicht ausschließ­ lich auf Werkstücke auf Eisen- bzw. Stahlbasis (insbesondere verzinken als galvanischer Bearbeitungsschritt) sondern auch auf Werkstücke mit Aluminiumanteil (insbeondere Eloxieren als galvanischer Bearbeitungsschritt) anwenden.

Das Bremsträgerfertigteil 1 besitzt damit an seinen mecha­ nisch bearbeiteten Oberflächen einen korrosionsbeständigen, galvanischen Oberflächenschutz sowie an seiner sonstigen Oberfläche eine durchgehende, in der Regel farbliche Be­ schichtung 7. Die Oberflächenbeschichtung 7 hat neben ihrer Schutzwirkung und ihrem gestalterischen Effekt außerdem noch eine durchaus spürbare, dämpfende Auswirkung auf die Brems­ geräusche infolge ihrer elastischen Konsistenz und daraus resultierender Dämpfungseffekte.

Das beschriebene Herstellverfahren für eine Beschichtung von mechanisch bearbeiteten Bauteilen ist selbstverständlich nicht ausschließlich auf einen Bremsträger 1 oder aber einen nicht gezeigten entsprechenden Bremssattel anwendbar, son­ dern vielmehr auf alle metallischen Bauteile, die sowohl eine mechanische Oberflächenbearbeitung als auch eine Ober­ flächenbeschichtung erfordern.

Claims (5)

1. Verwendung eines Verfahrens zur Beschichtung und Bear­ beitung eines mechanisch bearbeiteten, metallischen Bau­ teiles (1), ausgehend von einem unbearbeiteten Rohteil, bei einem Bremsenbauteil (1) einer Kraftfahrzeug- Radbremse, insbesondere einem Bremsträger (1) oder einem Bremssattel einer Scheibenbremse, wobei die folgenden Verfahrensschritte ablaufen:

• - zumindest teilweise, vorzugsweise vollständige Ober­ flächenbeschichtung (7) des metallischen, durch Gießen hergestellten Bremsenbauteils (1) im Rohzustand mit ei­ nem galvanisch- und säurebeständigen Material, das einen Polyamid- bzw. Epoxidharzanteil aufweist, wobei die O­ berflächenbeschichtung (7) durch einen Lackiervorgang oder eine Pulverbeschichtungsvorgang aufgetragen wird;
• - mechanische, insbesondere spanende Bearbeitung der er­ forderlichen Bereiche (4, 5, 6) des metallischen Brem­ senbauteiles (1), wobei die Oberflächenbeschichtung (7) teilweise abgetragen wird und der rohe Bauteilwerkstoff zum Vorschein kommt;
• - korrosionsbeständige galvanische Oberflächenbehand­ lung, durch Verzinken oder Eloxieren, ausschließlich der mechanisch bearbeiteten Bereiche (4, 5, 6) des metalli­ schen Bremsenbauteiles (1).

2. Verwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Oberflächenbeschichtung (7) zur Einfärbung Farbpigmente zugegeben werden.

3. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das unbear­ beitete Rohteil aus einem Werkstoff mit Eisenanteil be­ steht.

4. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das unbear­ beitete Rohteil aus einem Werkstoff mit Aluminiumanteil besteht.

5. Bremsenbauteil (1) einer Kraftfahrzeug-Radbremse, insbe­ sondere Bremsträger (1) oder Bremssattel einer Scheiben­ bremse, gekennzeichnet durch ein Verfahren zur Beschich­ tung und Bearbeitung des mechanisch bearbeiteten, metal­ lischen Bremsenbauteils (1), ausgehend von einem unbear­ beiteten Rohteil, wobei die folgenden Verfahrensschritte ablaufen:

• - zumindest teilweise, vorzugsweise vollständige Ober­ flächenbeschichtung (7) des metallischen, durch Gießen hergestellten Bremsenbauteils (1) im Rohzustand mit ei­ nem galvanisch- und säurebeständigen Material, das einen Polyamid- bzw. Epoxidharzanteil aufweist, wobei die O­ berflächenbeschichtung (7) durch einen Lackiervorgang oder eine Pulverbeschichtungsvorgang aufgetragen wird;
• - mechanische, insbesondere spanende Bearbeitung der er­ forderlichen Bereiche (4, 5, 6) des metallischen Brem­ senbauteiles (1), wobei die Oberflächenbeschichtung (7) teilweise abgetragen wird und der rohe Bauteilwerkstoff zum Vorschein kommt;
• - korrosionsbeständige galvanische Oberflächenbehand­ lung, durch Verzinken oder Eloxieren, ausschließlich der mechanisch bearbeiteten Bereiche (4, 5, 6) des metalli­ schen Bremsenbauteiles (1).