DE4321713A1 - Zusammengesetzter Scheibenbremsenrotor und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Zusammengesetzter Scheibenbremsenrotor und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung
von Scheibenbremsenrotoren mit niedrigem Gewicht und insbe
sondere auf die Technologie der Verbesserung der Verschleiß
festigkeit der einen solchen Rotor verwendenden Scheibenbrem
senanordnung.
Zum Herabsetzen des Gewichtes von Fahrzeugen ist die Verwen
dung von Leichtmetallen, wie zum Beispiel Aluminium, Magne
sium oder Metallmatrixverbundstoffen mit Verwendung solcher
Metalle als Matrix, in Bremskonstruktionen wie Rotoren und
Trommeln erwünscht. Unglücklicherweise führt die Verwendung
von Aluminium und vielen seiner Legierungen wie auch von an
deren Leichtmetallen als Scheibenbremsen oder -rotoren zu
einem unannehmbaren Verschleiß des Materials an der Bremsen
oberfläche, die im Betrieb an Bremsbänder oder Bremsenklötze
der Scheibenbremse angedrückt wird. Ein solcher Verschleiß
führt zu nicht mehr vorhersehbaren Bremseigenschaften. Bei
Bremstrommeln aus Leichtmetall oder Aluminium versuchte man
den Schwierigkeiten durch die Verwendung von vorgeformten
Einlagen aus Grauguß mit einer beträchtlichen Stärke von et
wa 6,35 mm zu begegnen, die beim Gießen der Aluminium- oder
Leichtmetalltrommel mit dieser integral verbunden wurden
(siehe das SAE-Blatt 710247, "Influence of Rotor Metallurgy
on the Wear of Friction Materials in Automotive Brakes",
S.K. Rhee, 1971, und das SAE-Blatt 780248, "Aluminum Struc
tural Castings Result in Automobile Weight Reduction", B.E.
Hatch et al., 1978).
Aus Aluminium oder Werkstoffen mit niedrigem Gewicht konstru
ierte Scheibenbremsenrotoren können solche Vorformung jedoch
nicht aufnehmen und sind wegen der schlechten Verschleißfe
stigkeit der Bremsenoberfläche und da der hohe Wärmeübergang
zum Leichtmetall bei bestimmten kritischen Bremsbedingungen
zu einer thermischen Verformung und anderen Belastungsschwie
rigkeiten führt, nicht in die gewerbliche Nutzung eingegan
gen. Damit verbleiben im wesentlichen drei Fragen: Wie kann
(a) eine Außenseite der Rotorscheibe ausgebildet werden, da
mit die Verschleißfestigkeit der Bremsoberfläche, die an den
Reibklötzen anliegt, verbessert werden, (b) eine stärkere
Bindung dieser Außenseite mit einem Rotor aus Leichtmetall
sichergestellt werden, und wie sieht (c) eine Rotorkonstruk
tion aus, die den Wärmeübergang der durch die Bremskräfte
entstehenden Wärme auf den aus Leichtmetall bestehenden Ro
tor während besonders extremer Bremsbedingungen verhindert?
Auf aus einem schweren Metall wie Stahl bestehende Rotoren
durch Sprühen aufgebrachte Metallüberzüge oder Beschichtun
gen führen zu einem gleichförmigen und höheren Reibungskoef
fizienten, lösen aber nicht das oben genannte dreifache Pro
blem (siehe US-PS 4 351 885).
In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfah
ren zum Herstellen eines Scheibenbremsenrotors mit einem
selbstschmierenden Überzug, der die Verschleißfestigkeit ei
ner diesen Rotor enthaltenden Scheibenbremsenanordnung ver
bessert, das die folgenden Stufen aufweist: (a) gesteuertes
Aufrauhen von mindestens der Außenseite der Bremsflächen ei
nes Leichtmetallscheibenbremsenrotors, wobei dieses Aufrau
hen zum Erhöhen der mechanischen Haftung der auf diesen auf
gebrachten Überzüge dient, (b) thermisches Aufsprühen von ei
nem oder mehreren Überzügen auf die aufgerauhte außenliegen
de Bremsfläche des Rotors, wobei der freiliegende Überzug
mit einem elektrischen Lichtbogen unter Verwendung eines ge
meinsamen Auftrags eines Materials auf der Basis von Eisen
und Graphitpulver zum Ausbilden eines Überzuges aus einem
Eisenmatrixverbundstoff aufgesprüht wird, und (c) Oberflä
chenbehandlung des freiliegenden Überzuges mit Wärme zum Ab
scheiden des Graphits und zum Ausbilden eines simulierten
Gußeisens und auch zum Verdichten des Überzuges und Entfer
nen von aus dem Auftrag verbleibenden Restspannungen.
Zum Verhindern eines Wärmeüberganges kann das Verfahren wei
ter das Herstellen des Leichtmetallrotors mit zwei von einer
Nabe getragenen Ringwänden einschließen, die zur Zufuhr von
Kühlluft während der Drehung des Rotors durch mehrere Schau
feln voneinander getrennt sind, und mit Zwischenlagen einer
thermisch aufgesprühten, auf einem Metall basierenden Wärme
sperre als Überzug zwischen dem Rotor und dem freiliegenden
Überzug. Der diese Sperre bildende Überzug kann aus einem
auf Nickel basierenden Material bestehen, das vorzugsweise
auch gleichzeitig aufgetragenen Graphit enthält. Die Kühl
schaufeln und der dazwischenliegende Überzug wirken zum
Schutz des Rotors vor einer übermäßigen Erwärmung zusammen.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Aus
bildung eines einen Überzug aufweisenden Rotors mit geringem
Gewicht, der die Verschleißfestigkeit einer diesen Rotor ver
wendenden Scheibenbremsenanordnung verbessert. Dieser Rotor
ist gekennzeichnet durch (a) einen Leichtmetallkörper mit
zwei Ringwänden, die zwecks Kühlung bei Drehung des Rotors
durch mehrere Schaufeln voneinander getrennt sind; (b) einen
oder mehrere als Folge des thermischen Aufsprühens mecha
nisch und chemisch an den Ringwänden des Rotors haftende
Überzüge, wobei der freiliegende Überzug aus simuliertem Guß
eisen besteht.
Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen
wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung
ist:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer
Scheibenbremsenanordnung mit einem Leichtmetallrotor,
der auf seinen beiden Ringwandseiten erfindungsgemäße
Überzüge aufweist,
Fig. 2 ein vergrößerter Teilschnitt eines Teiles der in Fig.
1 gezeigten Konstruktion im wesentlichen entlang der
Schnittlinie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Technik zum Auf
sprühen eines Materials auf Eisengrundlage und von
Graphitpulver mit einem elektrischen Lichtbogen zum
Erreichen eines simulierten Gußeisenüberzuges,
Fig. 4 eine Elektronenmikrofotografie einer typischen Mikro
struktur des bei der Erfindung verwandten äußeren
Überzuges,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines bei der Erfindung
verwandten Flammsprühverfahrens,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines bei der Erfindung
verwandten, mit Detonationen arbeitenden Sprühverfah
rens und
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines bei der Erfindung
verwandten Plasmasprühverfahrens.
Fig. 1 zeigt eine Scheibenbremsenanordnung 10, bei der die
Erfindung besondere Anwendung findet. Die Anordnung 10 weist
einen Rotor 11 mit einer um eine Achse 13 drehbaren Nabenan
ordnung 12 und mindestens ein Reibungskissen 14 auf, das un
ter Verwendung eines Kraft ausübenden Mittels 16, das das
Kissen in Richtung des Pfeiles 17 verschiebt, gegen die Ring
wände 15 gedrückt wird, um kraftschlüssig an der Oberfläche
18 anzuliegen.
Der Rotor wird integral aus einem Leichtmetall, vorzugsweise
einer Aluminiumlegierung, wie zum Beispiel A1356, oder einem
Aluminiummatrixverbundstoff mit einem Anteil von 20 bis 30
Gew.-% Siliciumcarbid gegossen. Der Rotor 15 weist in entge
gengesetzte Axialrichtung weisende Ringwände 15 auf. Diese
werden durch mehrere Schaufeln 19 getrennt, die bei der Dre
hung des Rotors zur Kühlung der Ringwände einen Luftstrom
induzieren. Die Schaufeln und die Ringwände werden von einer
integralen massiven Nabenplatte 20 und einer mit der Radach
se in Anlage stehenden zylinderförmigen Zahntrommel 21 abge
stützt.
Die Ringwandoberflächen 18 werden zum Erzeugen eines Musters
von Unebenheiten, die einer Härte im Bereich von 5 bis 40
Mikrozoll äquivalent sind, aufgerauht. Zwei Verfahren können
zum Verbessern der mechanischen Haftung der Überzüge auf dem
Rotor verwandt werden. Erstens kann eine gesteuerte spanabhe
bende Bearbeitung oder ein Schleifen der Außenflächen der
Ringwände so durchgeführt werden, daß sich ein feines Säge
zahnmuster der maschinell hergestellten Nuten mit einer Ober
flächenrauhigkeit in der Größenordnung von 100 bis 1000 Mikrozoll
für die Überzugshaftung ergibt. Zweitens kann ein
Verfahren mit Gitter- oder Kugelstrahlen der Oberfläche auf
Aluminiumgrundlage zum Erzielen einer aufgerauhten Oberflä
che zwecks Haftung des Überzuges verwandt werden.
Gemäß der Darstellung in den Fig. 2 und 3 werden ein oder
mehrere Überzüge als thermisch aufgesprühte Niederschläge
auf die Ringwände 15 aufgetragen. Der äußere Überzug 22 be
steht aus in einem Stärkebereich von 1 bis 10 mm niederge
schlagenem simulierten Gußeisen. Dieses haftet mechanisch
und chemisch an der Ringwand als Ergebnis des Auftreffens
der zerstäubten, weggeschleuderten geschmolzenen, auf Eisen
basierenden Partikel zusammen mit Graphitpartikeln in und an
der aufgerauhten Oberfläche. Bei ihrer Verfestigung bildet
eine kontinuierliche Ansammlung der miteinander vermischten
Partikel nach Maßgabe der Zeit und der Temperatur des Auf
sprühens einen Überzug von gewünschter Stärke. Zum Ausfällen
des Graphits muß der äußere Überzug 22 an seiner Oberfläche
wärmebehandelt werden, um damit Gußeisen noch stärker zu si
mulieren, den Überzug zu verdichten und verbleibende Spannun
gen abzubauen. Vor der Oberflächenwärmebehandlung beträgt
die Dichte des Überzugs 7,1 g/cm3 und nach der Wärmebehand
lung 6,5 bis 6,9 g/cm3.
Gemäß der Darstellung in Fig. 3 wird ein Zwischenüberzug
oder eine Zwischenlage 23 entweder als thermische Sperre zwi
schen dem Außenüberzug 22 und dem Leichtmetallrotor oder zum
Erhöhen der chemischen Bindung zwischen diesen verwandt. Zur
Wirkung als thermische Sperre kann der Zwischenüberzug 23
aus Nickel in Kombination mit Graphit bestehen und zum Aus
bilden einer Überzugsstärke von 20 bis 30 mm mit einem elek
trischen Lichtbogen auf die Ringwandflächen 18 aufgesprüht
werden. Zum Verbessern der chemischen Adhäsionseigenschaften
des Überzuges 22 kann der Zwischenüberzug 23 aus einem Alumi
nium/Gußeisenverbundstoff oder einem Nickel/Graphitaluminium
verbundstoff (wie zum Beispiel Metco 404), der als Pulver
überzug durch Plasmasprühen auf die Oberfläche aufgebracht
wird, oder aus einer Legierung auf Nickelgrundlage, die mit
einem Lichtbogensprühverfahren mit Drahtvorschub auf die
Oberfläche 18 aufgebracht wurde, bestehen. Die Zwischen
schicht sollte, wenn sie zum Verbessern der Haftung des Au
ßenüberzugs verwandt wird, die Fähigkeit aufweisen, starke
Bindungen sowohl mit dem Rotorsubstrat auf der Grundlage von
Leichtmetall als auch mit der Außenschicht 23 aus simulier
tem Gußeisen auszubilden, und sie sollte auch die Fähigkeit
aufweisen, die ungleiche thermische Expansion zwischen dem
Leichtmetallrotor und der Gußeisenauflage auszugleichen, und
zwar entweder durch einen dazwischenliegenden Ausdehnungsko
effizienten oder durch plastische Verformung, um die Dehnun
gen aufzufangen.
Das Verfahrensteil der Erfindung zum Herstellen eines Schei
benbremsenrotors mit einem selbstschmierenden leitfähigen
Überzug sieht folgendes vor: (a) gesteuertes Aufrauhen der
äußeren Bremsflächen eines aus Leichtmetall bestehenden
Scheibenbremsenrotors, der die äußeren Bremsflächen trennen
de integrale Kühlschaufeln aufweist, (b) thermisches Aufsprü
hen eines oder mehrerer Überzüge auf die aufgerauhten Brems
flächen, wobei der außenliegende Überzug durch Aufsprühen
von geschmolzenem Eisen mit dem elektrischen Lichtbogen zu
sammen mit Graphitpulver zum Ausbilden eines Überzugs aus
simuliertem Gußeisen aufgebracht wird, und (c) Wärmebehand
lung des außenliegenden Überzugs an der Oberfläche zum Lösen
der Kohlenstoff- und Carbidphasen ohne Schmelzen des Leicht
metallrotors und weiter zur Verdichtung des Überzuges und
Entfernen von in diesem verbliebener Restspannungen.
Beim thermischen Sprühen im Lichtbogen wird zum Schmelzen
des Vorschubmaterials elektrischer Strom verwandt. Gemäß der
Darstellung in Fig. 4 wird ein Lichtbogen 24 zwischen den
beiden abschmelzenden Drähten 25, 26 gebildet, die als ab
schmelzende Elektroden dienen (von denen eine eine Anode und
die andere eine Kathode ist). Während ihres Verbrauchs wer
den die Drähte mit einem Mittel 27 vorgeschoben. Der Lichtbo
gen schmilzt die Drähte. Druckluft oder ein inertes Gas, wie
zum Beispiel Argon, wird aus einer Düse 28 ausgeblasen und
entlang des Weges 30 hinter den Lichtbogen 24 gelenkt. Damit
wird das schmelzende Metall zerstäubt und die zerstäubten
Partikel (geschmolzene Tröpfchen) in einem konischen Sprühmu
ster 29 gegen die Rotorringwände 15 geschleudert. Gemäß der
Darstellung in Fig. 4 wird Graphitpulver durch Spritzdüsen 31 und 32
strömungsunterhalb des Lichtbogens in den Sprühko
nus gedrückt oder injiziert. Ein homogenes Gemisch aus den
auf Eisen basierenden geschmolzenen Partikeln und dem pulver
förmigen Graphit wird während des Fluges zum Rotor gebildet.
Ein Überzug 33 aus einem Metallmatrixverbundstoff wird auf
den Ringwänden 15 ausgebildet. Dieser Überzug ist ein gemein
samer Niederschlag aus den auf Eisen basierenden Partikeln
und dem Graphit mit einer wegen der kurzen Erstarrungszeit,
die eine Auflösung des freien Graphits nicht zuläßt, nur ge
ringen Bildung einer Zwischenschicht.
Optimale Eigenschaften des niedergeschlagenen Eisen/Graphit-
oder Legierungsverbundstoffes werden durch anschließende Wär
mebehandlung entwickelt. Dies verbessert die Verschleißfe
stigkeit des Niederschlags. Ein großer Teil der herkömmli
chen Wärmebehandlungen verlangt eine Auflösung der Kohlen
stoff- oder Carbidphasen bei Temperaturen von mehr als etwa
900°C in chargenweise arbeitenden Öfen. Für das erfindungsge
mäße Verfahren können jedoch wegen des Risikos des Schmel
zens des darunterliegenden Aluminiums nur Oberflächenwärmebe
handlungen verwandt werden. Zu solchen Oberflächenwärmebe
handlungen gehören: Aufheizen mit gepulstem Laser, wie es
zum Beispiel in dem Aufsatz "Development of a Laser Surface
Melting Process for Improvement of the Wear Resistance of
Grey Cast Iron" von A. Blarasin et al. in Wear 86, 315-325
(1983), beschrieben wird, und Aufheizen mit einer gepulsten
Lichtbogenlampe, wie es zum Beispiel in dem Aufsatz "Surface
Treatment with a High-Intensity Arc Lamp" in Advanced Mate
rials and Processes, September 1990, beschrieben wird. Diese
nach dem Niederschlag durchgeführte Wärmebehandlung dient
auch zum Verdichten des Überzugs und beseitigt beim Auftrags
vorgang entstehende Restspannungen.
Bei Verwendung eines einzigen abschmelzenden Drahtes ist die
andere Elektrode nichtabschmelzend und besteht vorzugsweise
aus Wolfram. Die Luft oder das inerte Gas wird in Ringform
um die nichtabschmelzende Elektrode herum eingeblasen. Dies
ermöglicht die Zugabe von Graphit in verschiedenen Gebieten,
in denen das inerte Gas die nichtabschmelzende Elektrode ein
hüllt, wäscht oder sich vermischt, wie zum Beispiel Einbla
sen an der Stelle der Zugabe des inerten Gases.
Ein Zwischenüberzug für dieses Verfahren kann durch Plasma-
Lichtbogen-Sprühen eines Nickel- oder Gußeisen/Aluminiumver
bundstoffes oder durch Aufsprühen im elektrischen Lichtbogen
mit Drahtvorschub einer auf Nickel basierenden Legierung mit
oder ohne Begleitung von Graphitpulver durchgeführt werden.
Falls die Zwischenlage eine als thermische Sperre verwandte
Legierung auf Nickelgrundlage ist, sollte die Stärke des Nie
derschlages in der Größenordnung von 2 bis 3 mm liegen, wäh
rend bei Verwendung zum Verbessern der chemischen Bindung
die Stärke der Zwischenschicht beträchtlich niedriger liegen
kann.
Das thermische Aufsprühen des Zwischenschichtüberzuges kann
mit irgendeinem von vier thermischen Sprühverfahren erfol
gen: das in Fig. 5 dargestellte Verbrennungs-Flammenverfah
ren, bei dem das Vorschubmaterial 45 die oben beschriebene
Zusammensetzung aufweist, das in Fig. 6 dargestellte Detona
tionskanonenverfahren, das in Fig. 7 dargestellte Lichtbo
gen-Plasmasprühverfahren und das in Fig. 4 dargestellte Ver
fahren mit elektrischem Lichtbogen. Die Charakteristika und
Eigenschaften dieser Verfahren im Vergleich mit dem Sprühver
fahren mit elektrischem Lichtbogen werden in Tabelle 1 ge
zeigt.
Das Verbrennungs-Flammenverfahren nach Fig. 5 kann für das
Vorschubmaterial 45, das kontinuierlich in eine Sauerstoff
gasflamme 46 vorgeschoben wird, Pulver, Drähte, Stangen oder
Schnüre verwenden. Bei Einblasen von Graphit wird dieser ge
trennt eingeführt. Acetylen, Propan oder Sauerstoff-Wasser
stoff sind allgemein angenommene Brenngase 47, und Temperatu
ren von annähernd 3000°C können nach dem Vermischen mit
Sauerstoff und dem Zünden der Flamme 46 entstehen. Bei Zu
fuhr von Pulver reicht die Geschwindigkeit der brennenden
Gasflamme zum Beschleunigen der geschmolzenen Partikel 48
auf Geschwindigkeiten von mehr als 100 ms-1 aus. Beim Ver
sprühen von Draht, einer Schnur oder einer Stange wird je
doch Druckluft auf die geschmolzene Spitze des vorgeschobe
nen Materials gelenkt, und dies zerstäubt und schleudert die
Partikel über Entfernungen von bis zu einem Meter.
Die Detonationskanonentechnik nach Fig. 6 ist eine ver
gleichsweise junge Entwicklung und wird hauptsächlich zum
Auftragen von metallischen und keramischen Bestandteilen ho
her Qualität verwandt, obwohl die Kosten dieser Technik ihre
weitverbreitete Anwendung beschränken. Die Technik verwendet
die hohe Energie von mit hoher Geschwindigkeit pulsierenden
Detonationswellen 49 zum Beschleunigen von Pulvern 50 im Grö
ßenbereich von 5 bis 60 Mikrometern in einer pulsierenden
Zündung des Gasgemisches 51. Das Ausgangspulver wird in ei
ner Stickstoffgasströmung 52 mit Geschwindigkeiten bis zu
annähernd 800 ms-1 fortgetragen.
Das Lichtbogen-Plasmaverfahren nach Fig. 7 wird mit einem
zwischen einer Wolframkathode 53 und einer düsenförmigen Kup
feranode 54 übertretenden elektrischen Lichtbogen bewirkt,
wobei die Anode 54 das in die Kammer der Sprühpistole eintre
tende Argon- oder Stickstoffgas 55 teilweise ionisiert.
Durch radiales oder axiales Injizieren der Pulver 56 in eine
20 000°C-Plasmaflamme können die Partikel vor dem Auftreffen
auf ein Ziel Geschwindigkeiten von etwa 600 ms-1 erreichen.
Die letzte Bearbeitungsstufe für den überzogenen Rotor
schließt die spanabhebende Bearbeitung des außenliegenden
Überzuges zum Ausbilden der endgültigen Form ein. Vorsicht
ist jedoch geboten, damit das Material nur in geringen Men
gen, wie zum Beispiel im Bereich von 0,51 mm bis 1,02 mm
(0,020 bis 0,040 Zoll) abgenommen wird, so daß die Außen
schicht aus simuliertem Gußeisen nicht nachteilig beeinflußt
oder entfernt wird.
Claims (16)
1. Verfahren zum Herstellen eines Scheibenbremsenrotors mit
einem selbstschmierenden leitfähigen Überzug, gekenn
zeichnet durch:
- (a) gesteuertes Aufrauhen von mindestens einer der außen liegenden Bremsflächen des Rotors zum Erhöhen der mechanischen Haftung der Überzüge auf diesen,
- (b) thermisches Aufsprühen von einem oder mehreren Über zügen auf die aufgerauhten außenliegenden Bremsflä chen des Rotors, wobei der freiliegende Überzug mit einem elektrischen Lichtbogen unter Verwendung von geschmolzenem Eisen mit gleichzeitigem Auftrag von Graphitpulver zum Ausbilden eines Überzuges aus ei nem Eisenmatrixverbundstoff aufgesprüht wird, und
- (c) Oberflächenbehandlung des freiliegenden Überzuges mit Wärme zum Abscheiden des Graphits ohne Schmelzen des Rotors und zum Ausbilden eines simulierten Guß eisens und auch zum Verdichten des Überzuges und Ent fernen von aus dem Auftrag verbleibenden Restspannun gen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Leichtmetallrotor ein Metall aus der Gruppe beste
hend aus Aluminium, Magnesium oder Metallegierungen oder
aus Metallmatrixverbundstoffen aus solchen Metallen auf
weist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Leichtmetallrotor aus Aluminium oder einer Aluminium
legierung besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das gesteuerte Aufrauhen durch spanabhebende Bearbeitung
oder Schleifen oder durch Gitter- oder Kugelstrahlen zum
Erzeugen einer aufgerauhten Oberfläche durchgeführt
wird, die durch Unebenheiten in der Größenordnung von
100 bis 1000 Mikrozoll gekennzeichnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die außenliegenden Bremsflächen des Rotors durch integra
le Kühlschaufeln voneinander getrennt sind, wobei die
Stufe (b) das Überziehen einer Zwischenschicht durch
Plasma- oder Lichtbogenaufsprühen einer Legierung auf
Nickelbasis zusammen mit Graphit zum Ausbilden einer
thermischen Sperre zwischen dem freiliegenden Überzug
und dem Rotor einschließt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe (b) das Überziehen einer Zwischenschicht durch
Plasmaaufsprühen eines Aluminium-Gußeisenverbundstoffes
oder eines Nickel/Aluminiumverbundstoffes zum Ausbilden
einer die Haftung zwischen dem freiliegenden Überzug und
dem Rotor vergrößernden Bindung einschließt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe (b) das Auftragen eines Zwischenüberzuges
durch Lichtbogenaufsprühen einer Legierung auf Nickelba
sis zum Ausbilden einer die Haftung vergrößernden Zwi
schenschicht im Stärkebereich von 10 bis 100 Mikron zum
Verbessern der Bindung zwischen der freiliegenden
Schicht und dem Rotor einschließt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der außenliegende Überzug in einer Stärke im Bereich von
1 bis 10 mm aufgetragen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächenbehandlung mit Wärme mit Verwendung eines
Lasers zum Erwärmen des frei liegenden Überzugs auf eine
Temperatur im Bereich von 800 bis 1000°C durchgeführt
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächenbehandlung mit Wärme mit Aufheizen mit
einer gepulsten Lichtbogenlampe zum Anheben der Tempera
tur des frei liegenden Überzuges in den Bereich von 800
bis 1000°C, während die Rotortemperatur unter 500°C ge
halten wird, durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächenbehandlung mit Wärme mit Induktionshei
zung zum Aufheizen des frei liegenden Überzuges auf eine
Temperatur im Bereich von 800 bis 1000°C, während die
Temperatur des Rotors unter 500°C gehalten wird, durchge
führt wird.
12. Überzogener Leichtmetallrotor zum Vergrößern der Lebens
dauer einer Scheibenbremsenanordnung, insbesondere herge
stellt nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 11, gekenn
zeichnet durch
- (a) einen massiven Scheibenbremsenrotor (11),
- (b) einen Leichtmetallrotorkörper mit zwei Ringwänden (15), die zwecks Kühlung bei Drehung des Rotors (11) durch mehrere Schaufeln (19) voneinander getrennt sind,
- (c) einen oder mehrere thermisch aufgesprühte, mecha nisch und chemisch an den Ringwänden (15) haftende Überzüge (22, 23), wobei der freiliegende Überzug aus simuliertem Gußeisen besteht.
13. Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
mechanische Haftung der Überzüge (22, 23) am Rotorkörper
durch gesteuertes Aufrauhen der Ringwände (15) verbes
sert ist.
14. Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zwischenüberzug (23) als Ergebnis eines thermischen
Sprühverfahrens aufgetragen ist und aus einem Nickelver
bundstoff besteht.
15. Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
freiliegende Überzug (22) aus simuliertem Gußeisen die
folgenden physikalischen und Verhaltenseigenschaften auf
weist: 6,9 bis 7,1 g/cm3 Dichte, 1200 bis 1300°C
Schmelztemperatur und 150 bis 300 Beinell-Härte.
16. Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reibungsverhalten des außenliegenden Überzuges (22) ge
gen Bremsklötze durch Erhöhen der Rotorlebensdauer um
500 bis 1000% charakterisiert ist.
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