WO2009144236A1 - Bremssattel aus mindestens 2 komponenten - Google Patents

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WO2009144236A1
WO2009144236A1 PCT/EP2009/056408 EP2009056408W WO2009144236A1 WO 2009144236 A1 WO2009144236 A1 WO 2009144236A1 EP 2009056408 W EP2009056408 W EP 2009056408W WO 2009144236 A1 WO2009144236 A1 WO 2009144236A1
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brake caliper
stiffening element
component
caliper
brake
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PCT/EP2009/056408
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Inventor
Gert Lindemann
Matthias Leonhardt
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/006—Materials; Production methods therefor containing fibres or particles

Definitions

  • the invention relates to a caliper in particular, as used in motor vehicles with disc brakes, and the production of such a caliper according to the preamble of the independent claims.
  • Brake units are always used in areas where the movement of systems should be controlled reduced or brought to a standstill.
  • Known designs of brake units at e.g. Automotive road vehicles include, for example, shoe brakes, drum brakes, and disc brakes.
  • high brake forces act on the components of the brake unit, so that they have to withstand considerable static and dynamic loads.
  • the disc brake the brake disc running on the wheel shaft is braked by the caliper fixed relative thereto. The necessary braking force is applied by pressing brake pads against the brake disc in the bridge area of the caliper. Bridge areas in the caliper are thus areas subject to particularly high stress.
  • the necessary stiffness of the calipers for the stresses occurring during braking is significantly determined by the structural design and the choice of materials. In addition to an optimal structural design materials are generally used for this reason, which have the highest possible modulus of elasticity.
  • calipers made of spheroidal graphite cast iron (GGG) are manufactured.
  • the components are made of light metals, such as an aluminum alloy.
  • the component mass can be reduced.
  • these areas are structurally designed with a correspondingly greater thickness.
  • this possibility is not always given, since in many cases the available space for such brake units, especially in motor vehicles, is limited.
  • the document US Pat. No. 5,433,300 also describes a brake caliper with a bridge region, which has an inserted insert component as stiffening element.
  • the insert component consists of a ceramic material with a porous honeycomb structure.
  • the ceramic stiffening element is then completely encapsulated with a light metal.
  • the light metal also penetrates into the insert component and fills the honeycomb structure. Again, the components are connected by material connection.
  • the casting methods used in principle involve the risk that casting defects, incorrect positioning of the inserts within the casting mold and insufficient attachment of the stiffening element to the casting material of the caliper may occur. This can lead to an increase in the susceptibility of the caliper to damage during operation.
  • the inserted and encapsulated insert components are exposed to high temperatures during casting with the light metal melt and during a subsequent heat treatment of the light metal. Due to temperature defects can arise in the stiffening element, which reduces the load capacity of the brake calipers. Often it is necessary to provide the stiffening element with an adhesive coating in order to achieve a sufficient connection to the casting material. This is an additional process step, which causes further manufacturing costs.
  • the brake caliper according to the invention provides that at least one component of the brake caliper designed as a stiffening element is non-positively and / or positively connected to at least one second component of the caliper. This results over the prior art, the advantage that a cohesive connection between a stiffening element and the other components of the caliper deleted. By such a non-positive and / or positive connection, an overall increase in the error tolerance in the manufacture of the caliper in comparison of previous cohesive methods is possible.
  • the caliper of the present invention has in these areas a cross section consisting solely of a high modulus material.
  • a higher rigidity can be achieved or with the same rigidity, a smaller cross section can be selected. This has the consequence that a space reduction can be achieved.
  • the space saved can be used, e.g. in a disc brake for the use of brake discs with a larger disc diameter.
  • the optimum structural design of the individual components is only slightly limited by a non-positive and / or positive connection of at least one stiffening element with at least one further component of the caliper.
  • the previously separate saddle components result in a simpler component component in advance. These can each be optimized for the existing loads and the available installation space. Only by the subsequent non-positive and / or positive connection results in the complex shape of the overall saddle.
  • Another advantage is the very simple and cost-effective production process for the caliper according to the invention.
  • a positive and / or positive connection requires only a processing of the joints. This can be done for example by mechanical methods. Since the stiffening element is a separate component and the Components of the brake caliper are each made separately from each other, resulting in a simplified logistics until final assembly of the components.
  • the at least one existing stiffening element is not exposed to temperature treatments by the inventive manufacturing method of the caliper.
  • only the at least one further component of the caliper can be subjected to a hardening process designed and optimized for it.
  • Fig.l a basic structure of a disc brake in a perspective view
  • Fig. 2 shows a caliper according to the prior art in assembly with adjacent
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a connection in a caliper according to the invention between a stiffening element and at least one further component of the caliper
  • a brake disk 10 is connected via a plurality of screw connections 15 to a rotatable wheel axle. At one point of its circumference, the brake disc 10 partially immersed in a nearly U-shaped embracing brake caliper 50 a.
  • Fig. 2 shows the caliper 50 with adjacent components.
  • the caliper 50 is frictionally connected via attachment points 22 and 52 with a caliper housing 20.
  • the caliper housing 20 is designed like a frame and has further screw 24 on. About this Verschraubungsstellen 24 of the composite caliper 50 and caliper housing 20 is fixed relative to the rotatable brake disc 10 to a vehicle body in total.
  • the caliper 50 is seen in cross-section almost U-shaped, between the two legs 58 and 59, the brake disc 10 is arranged. Both legs 58 and 59 thus point inwardly in the direction of the center of the brake disk 10.
  • the body 58 facing the vehicle body of the caliper 50 is made longer and more massive, with the attachment points 52 are formed to the caliper housing 20 at the end of the leg 58.
  • the massive inner region of the leg 58 has two cup-like recesses 56 lying parallel to one another on the same plane. These recesses 56 each receive a hydraulic or pneumatic piston cylinder. Between a side surface of the brake disk 10 and its respectively facing legs 58 or 59 of the brake caliper 50, a brake lining 40 is arranged in each case.
  • the size of the brake pads 40 corresponds approximately to the immersed in the brake caliper 50 surface area of the end faces of the brake disc 10.
  • the brake pads 40 are just so far away from the end faces of the brake disc 10, that in a moving vehicle the then brake disc 10 rotating with the wheel axle can turn to a brake component without contact.
  • the brake 100 is actuated.
  • the located in the leg 58 of the caliper 50 two piston cylinder controlled out.
  • the brake pads 40 are thereby pressed on both sides of the respective end face of the brake disc 10.
  • the resulting frictional force between the brake pads 40 and the brake disc 10 acts as a braking force and reduces the vehicle movement.
  • the caliper 50 is braced against the force-applying piston cylinder. This leads to strong mechanical stresses, which is additionally increased by the temperature increase generated within the brake caliper 50 as a result of the frictional forces.
  • Fig. 3 shows a perspective view of a brake caliper 50a according to the invention.
  • the basic installation for example, in a brake unit and the assembly with adjacent components in an embodiment of the brake unit as a disc brake substantially the descriptions in FIGS. 1 and 2.
  • the difference in construction A brake caliper 50a on which the invention is based is primarily to be found at the points which are subjected to particularly high mechanical stress during the operation of the brake unit 100 by occurring loads. Depending on the design of the brake caliper 50a, these ranges may vary. All of these embodiments have in common that the brake caliper 50a usually has at least one component as a reinforcing element 34a in particularly highly stressed areas. This at least one stiffening element 34a is then non-positively and / or positively connected at least with a second component 35a of the brake caliper 50a.
  • the bridge portion of the caliper 50, 50a is a mechanically highly stressed area.
  • the pliers like the brake caliper 50, 50a immersed brake disc 10 surrounds. This is to be understood in particular as meaning the leg 59 and at least one part of the leg 58 facing the brake disk 10, as well as a bridge floor 55 connecting both legs 58, 59.
  • a part of the bridge portion is formed as a stiffening element 34a.
  • the stiffening element 34a includes the leg 59 and the bridge bottom 55 of the caliper 50a.
  • the stiffening element 34a is mainly as a load-bearing component of the
  • Brake caliper 50a designed and optimized.
  • the stiffening element 34a is connected to a bridge base 35a in a force-locked and / or form-fitting manner.
  • the bridge base 35a can be screwed to the reinforcing element 34a in a force-locking manner via screwing points 53a by means of screws 54.
  • the bridge base 35a is preferably the less stressed component of the caliper 50a compared to the stiffener 34a.
  • the bridge base 35a can be made of a material which, in contrast to the stiffening element 34a, does not impose any great demands on the strength and rigidity.
  • a component consists of a material with low density.
  • the total mass of the caliper 50a can be reduced.
  • light metal alloys especially in a series production such, which are pourable and curable.
  • the stiffening element 34a is designed to be very stiff for optimal load absorption.
  • a material with a high modulus of elasticity is selected to achieve a high rigidity.
  • the wall thicknesses of the stiffening element 34a can be made narrow. If threads are provided directly in the stiffening elements 34a in non-positive connections, materials such as e.g. different steel alloys or molybdenum are used. If, on the other hand, the selected material still has a low density, the mass of the brake caliper 50a as a whole can additionally be reduced. Both properties are ideally met by a stiffening element 34a made of a composite material.
  • Already casting metal matrix composites (Cast-MMC) show, albeit not very pronounced, an increased modulus of elasticity. More advantageous is the use of metal-ceramic composite materials. These composite materials very often have an E-modulus> 150 MPa.
  • a proven embodiment is a stiffening element 34a made of a ceramic base body with an infiltrated light metal, in particular an aluminum alloy, such as AISJi 2 or AISi 7 Mg.
  • the basic body advantageously already has the geometry of the finished stiffening element 34a before being infiltrated with a light metal ,
  • the main body consists essentially of identical or different sintered ceramic particles and / or fibers of oxides, such as Al 2 O 3 or TiO 2 , of carbides, such as SiC or nitrides, such as Si 3 N 4 or AlN.
  • oxides such as Al 2 O 3 or TiO 2
  • carbides such as SiC or nitrides, such as Si 3 N 4 or AlN.
  • AI 2 O 3 particles with a length / width ratio of 1 to 5 are possible.
  • its pore structure has a total porosity of 15% to 60%, preferably of 25% to 50%.
  • the pore diameter is ideally in the range between 0.5 .mu.m and 10 .mu.m, preferably in the range between 1 .mu.m and 5 .mu.m.
  • Very good material values are shown by aluminum-based metal-ceramic composites with a ceramic content of up to 70%.
  • stiffening elements of 55 - 70vol% Al 2 O 3 and 30 - 45vol% of AISi 7 Mg have an E-modulus up to 242GPA and a strength up to 600MPa.
  • Such stiffening elements 34a used in the brake caliper 50a for example in the bridge area, not only have a high rigidity, but also satisfy the load requirements in the component.
  • a stiffening element 34a in at least one part of the bridge area, it is also conceivable to design other components or areas of the caliper 50a with one or more stiffening elements 34a.
  • at least one reinforcing element 34a is non-positively and / or positively connected to at least one further component 35a of the brake caliper 50a in the connection region 60.
  • the non-positive and / or positive connection can be done for example by wedging, clamping, pinning or screwing.
  • a stiffening element 34a (for example a part of the bridge region as in FIG. 3) is connected to a further component (for example the bridge base 35a from FIG. 3).
  • a further component for example the bridge base 35a from FIG. 3.
  • the top and bottom are stepped in each case stepped to the rest of the component body 34a, 35a.
  • the upper and lower sides of the Montierab algorithms 36, 38 close in the connection region 60 preferably each flush from each other.
  • a positive connection of the stiffening element 34a and the at least one further component 35a is realized by means of at least two steel plates 70, which are respectively arranged lying on the top or the bottom of the mounting paragraphs 38, 39.
  • the steel plates 70 hold the stiffening element 34a and the at least one further component 35a of the caliper 50a in position relative to one another. Due to the existing positive locking forces can also be absorbed.
  • the outwardly facing surfaces of the steel plates 70 are flush with the adjacent outer surfaces of the stiffening element 34a and the at least one further component 35a of the caliper 50a.
  • a non-positive connection is proposed.
  • at least one through-bore is introduced in each case in the region of the Montierab algorithms 36 and 38.
  • at least approximately axis-centric to the respective through-bore counterbores are introduced into the steel plates 70, wherein the counterbores are respectively directed to the outside of the steel plates 70.
  • the non-positive connection of the stiffening element 34a with the at least one further component 35a is thus implemented as push-through screw connection.
  • countersunk screws 54 are used, the screw head of which is preferably arranged within the countersink of a steel plate 70.
  • the threaded nuts 75 screwed to the threads of the countersunk screws 54 are preferably arranged within the countersinking of the then opposite steel plate 70.
  • the through-connection described braces the outer steel plates 70 against the intermediate mounting heels 36, 38.
  • this can eliminate the cutting of a thread in, for example, the composite material consisting of stiffening element 34a. Due to the existing adhesion, stresses acting on the brake caliper 50a can be absorbed.
  • the entire caliper 50a itself as a stiffener 34a. Accordingly, then also possibly not particularly stressed areas of the caliper 50a made of a composite material, even if in these areas no high stiffnesses are required. As a result, for example, the number of components can be reduced and, for example, the one-piece caliper 50a can be screwed directly to the saddle housing 20.
  • a first component is formed as a stiffening element 34a.
  • a stiffening element 34a As a load-absorbing component, it generally has a higher modulus of elasticity than the at least second component.
  • a composite material in particular a metal-ceramic composite material, is advantageously used as material for a stiffening element 34a.
  • One possibility for producing the stiffening element 34a is to compress an initial powder of ceramic particles and / or fibers into a green compact having the geometry of the finished stiffening element 34a.
  • the starting powders used are identical or mixed particles and / or fibers of oxides, such as Al 2 O 3 or TiO 2 , of carbides, such as SiC or of nitrides, such as Si 3 N 4 or AlN.
  • the green compact is sintered to a ceramic base body. This basic body is then infiltrated pressure-assisted with a light metal melt, for example an aluminum alloy, in particular AISJi 2 , and cooled to the finished stiffening element 34a.
  • a light metal melt for example an aluminum alloy, in particular AISJi 2
  • pore formers can be added to the ceramic starting powder before the sintering process.
  • Suitable pore formers are elongated, easily burnable substances, such as e.g. Cellulose Blätt- Chen proposed. These are present in a mixing ratio of from 1% to 30% by volume, preferably from 2% to 20% by volume, in the starting powder. In the sintering process, these pore formers burn out, resulting in a pronounced pore channel structure.
  • At least one second component 35a is manufactured separately from the at least one stiffening element 34a.
  • the material used is preferably a light metal.
  • At least one stiffening element 34a and at least the second components of the brake caliper 50a are non-positively and / or positively connected. This connection can be done for example by wedging, clamping, pinning or screwing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremssattel insbesondere, wie er bei Kraftfahrzeugen mit Scheibenbremsen eingesetzt wird, sowie die Herstellung eines solchen Bremssattels nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. Der erfindungsgemäße Bremssattel sieht vor, dass mindestens eine als Versteifungselement ausgebildete Komponente des Bremssattels mit mindestens einer zweiten Komponente des Bremssattels kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung kann zum Beispiel durch Keilen, Klemmen, Verstiften oder Verschrauben erfolgen. Vorgeschlagen wird das mindestens eine Versteifungselement aus einem Verbundwerkstoff zu fertigen. Dadurch kann die Masse des Bremssattels insgesamt reduziert werden. Eine bewährte Ausführung ist ein Versteifungselement 34a aus einem keramischen Grundkörper mit einem infiltrierten Leichtmetall, insbesondere einer Aluminiumlegierung, wie zum Beispiel AlSi12.

Description

Beschreibung Titel
Bremssattel aus mindestens 2 Komponenten
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Bremssattel insbesondere, wie er bei Kraftfahrzeugen mit Scheibenbremsen eingesetzt wird, sowie die Herstellung eines solchen Bremssattels nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Bremseinheiten finden immer in den Bereichen Anwendung, in denen die Bewegung von Systemen kontrolliert verringert oder zum Stillstand geführt werden sollen. Bekannte Bauformen von Bremseinheiten bei z.B. im Straßenverkehr eingesetzten Kraftfahrzeugen sind zum Beispiel Backenbremsen, Trommelbremsen und Scheibenbremsen. Beim Bremsvorgang wirken auf die Bauteile der Bremseinheit hohe Bremskräfte ein, so dass diese erhebli- chen statischen und dynamischen Beanspruchungen standhalten müssen. So wird bei der Scheibenbremse die auf der Radwelle mitlaufende Bremsscheibe durch den relativ dazu feststehenden Bremssattel abgebremst. Die notwendige Bremskraft wird durch Anpressen von Bremsbelägen gegen die Bremsscheibe im Brückenbereich des Bremssattels aufgebracht. Brückenbereiche im Bremssattel sind somit besonders stark beanspruchte Bereiche.
Die notwendige Steifigkeit der Bremssättel für die beim Bremsen auftretenden Beanspruchungen wird maßgeblich durch die konstruktive Ausführung und die Werkstoffauswahl bestimmt. Neben einer optimalen konstruktiven Gestaltung kommen aus diesem Grund im allgemeinen Werkstoffe zum Einsatz, die einen möglichst hohen E-Modul aufweisen. Üblicher- weise werden Bremssätteln aus Gusseisen mit Kugelgraphit (GGG) hergestellt. Der E-Modul liegt zum Beispiel beim Gusseisenwerkstoff GGG50 bei EGGG5O=17O GPa. Nachteilig wirkt sich jedoch die hohe Dichte von Gusseisen mit ςGGG5o=7,l g/cm3 aus. Infolge dessen weisen derartige Bremssättel insgesamt eine hohe Masse auf.
Zur Erreichung einer Gewichtsreduzierung sind Leichtbau- Bremssättel bekannt, bei denen die Bauteile aus Leichtmetallen, wie z.B. aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt werden. So weist die Aluminiumlegierung ALSi7Mg mit ςAisι7Mg=2,7 g/cm3 eine deutlich geringere Dichte auf, als vergleichsweise Gusseisen mit Kugelgraphit. Somit kann die Bauteilmasse verringert werden. Dem gegenüber steht jedoch ein ungünstig niedriges Widerstandsvermögen der Leichtmetalle gegen Verformung infolge eines niedrigen E-Moduls. Zur Erreichung der notwendigen Bauteilsteifigkeit, vor allem in den besonders beanspruchten Bremssattelbereichen, wie zum Beispiel im Brückenbereich, sind diese Bereiche konstruktiv mit einer entsprechend größeren Dicke auszuführen. Diese Möglichkeit ist jedoch nicht immer gegeben, da vielfach der zur Verfügung stehende Bauraum für derartige Bremseinheiten, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, begrenzt ist.
Eine Möglichkeit, die erforderlichen Wandstärken dennoch gering zu halten, ist die lokale Versteifung von Bereichen in Leichtbau- Bremssättel mit einem Werkstoff höheren E-Moduls. Somit kann weiterhin insgesamt eine Gewichtsreduzierung derartiger Bremssättel erreicht werden, wobei gleichzeitig die Wandstärken im Vergleich zu den Ausführungen der Leichtbau-Bremssättel ohne lokale Versteifung geringer ausgeführt werden können. Folglich kann auch der zur Verfügung stehende Bauraum leichter eingehalten werden.
In der Schrift US 6 719 104 Bl wird ein Bremssattel für eine Bremseinheit für Fahrzeuge sowie die Herstellung eines solchen beschrieben. Dabei weist der Brückenbereich lokale Versteifungselemente aus einem Verbundwerkstoff auf. Die Versteifungselemente sind als Insert- Komponenten in unterschiedlichen Ausführungen durch Umgießen zum Beispiel mit einer Aluminiumlegierung im Brückenbereich implementiert.
In der Schrift US 5 433 300 ist ebenfalls ein Bremssattel mit einem Brückenbereich beschrieben, welcher als Versteifungselement eine eingelegte Insert- Komponente aufweist. Die Insert- Komponente besteht aus einem Keramikwerkstoff mit einer porösen Wabenstruktur. Zur Anfertigung des Bremssattels wird die Insert- Komponente in einer Gussform positioniert. Das keramische Versteifungselement wird dann mit einem Leichtmetall vollkommen umgössen. Infolge des verwendeten Druckgussverfahrens dringt das Leichtmetall auch in die Insert- Komponente ein und füllt die Wabenstruktur aus. Auch hier sind die Bauteile durch Stoffschluss miteinander verbunden.
In der nachveröffentlichen Anmeldung 102006051200.6 wird die Herstellung eines Körpers aus einem Metall- Keramik- Verbundwerkstoff beschrieben und dessen Verwendung als Insert- Komponente zur Versteifung von Leichtbauteilen, insbesondere im Kraftfahrzeugbau. Die Insert- Komponente wird in die Gussform für ein Leichtbauteil eingebracht, wobei durch den anschließenden Vergießprozess die Herstellung des Leichtbauteils erfolgt. In der Schrift WO 2004018718 wird ein Einlegeteil aus einem Faserverbundwerkstoff als Versteifungselement im Brückenbereich eines Bremssattels offenbart. Dieses Einlegeteil besteht aus einer Aluminiumlegierung und ist mit kontinuierlichen Keramik- Fasern durchzo- gen. Das Einlegeteil wird dann in einer Gussform im Brückenbereich angeordnet und mit einer Aluminiumlegierung zu einem Bremssattel gegossen. Zur Verbesserung der Anbindung des Einlegeteils an das es umschließende Leichtmetall ist auf dessen Teileoberfläche eine zusätzliche Haftbeschichtung aus Ni aufgebracht.
Bei allen bisher bekannten Bremssätteln mit vollkommenen umgossenen Versteifungselementen besteht bei den eingesetzten Gießverfahren prinzipiell die Gefahr, dass Gussfehler, fehlerhafte Positionierung der Einlegeteile innerhalb der Gussform und unzureichende Anbindung des Versteifungselementes an das Gussmaterial des Bremssattels auftreten können. Dies kann zu einer Erhöhung der Schadensanfälligkeit des Bremssattels im Betrieb füh- ren. Außerdem sind beim Umgießen mit der Leichtmetallschmelze als auch bei einer zum Aushärten der Leichtmetall anschließenden Wärmebehandlung die eingelegten und umgossenen Insert- Komponenten hohen Temperaturen ausgesetzt. Temperaturbedingt können Fehlstellen im Versteifungselement entstehen, die die Belastbarkeit der Bremssättel reduziert. Oft ist es notwendig das Versteifungselement mit einer Haftbeschichtung zu versehen, um eine ausreichende Anbindung an den Gusswerkstoff zu erreichen. Dies ist ein zusätzlicher Prozessschritt, welcher weitere Fertigungskosten verursacht. Ferner ist fertigungsbedingt bei Bremssätteln mit umgossenen Versteifungselement immer der Gusswerkstoff mit einer entsprechenden Dicke an den Außenflächen des Versteifungselementes vorzusehen. Somit kann nicht der gesamte Querschnitt in diesem Bereich zu einer versteifenden Wirkung mit dem hierfür vorgesehenen Werkstoff mit höherem E- Modul genutzt werden. Bei Bremssättel, die außerdem mittels Druckgussverfahren komplett gegossen werden, sind die konstruktiven Gestaltungsregeln für den gesamten Bremssattel zu beachten. Da beim Druckguss im Wesentlichen nur Schieber und keine Kerne verwendet werden können, ist man durch eine möglichst symmetrische Ausgestaltung in der konstruktiven Ausführung eingegrenzt. Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Bremssattel sieht vor, dass mindestens eine als Versteifungselement ausgebildete Komponente des Bremssattels mit mindestes einer zweiten Komponente des Bremssattels kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Dadurch ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen einem Versteifungselement und den anderen Komponenten des Bremssattels entfällt. Durch eine derartige kraft- und/oder formschlüssige Verbindung ist insgesamt eine Erhöhung der Fehlertoleranz bei der Herstellung des Bremssattels im Vergleich von bisherigen stoffschlüssigen Verfahren möglich.
Auch bezüglich der in den besonders beanspruchten Bereichen des Bremssattels erreichbaren Steifigkeit weist der erfindungsgemäße Bremssattel Vorteile auf gegenüber dem Stand der Technik. Der Bremssattel der vorliegenden Erfindung weist in diesen Bereichen einen Querschnitt auf, der ausschließlich aus einem Werkstoff mit einem hohen E-Modul besteht. Somit kann im Vergleich zu bisherigen Bremssätteln bei gleichem Querschnitt eine höhere Steifigkeit erreicht werden oder bei gleicher Steifigkeit ein kleinerer Querschnitt gewählt werden. Dies hat zur Folge, dass eine Bauraumreduzierung erreicht werden kann. Alternativ kann aber auch der eingesparte Bauraum genutzt werden, z.B. bei einer Scheibenbremse für den Einsatz von Bremsscheiben mit einem größeren Scheibendurchmesser.
Zusätzlich ist beim erfindungsgemäßen Bremssattel vorteilhaft, dass durch eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung von mindestens einem Versteifungselement mit mindestens einer weiteren Komponente des Bremssattels die optimale konstruktive Ausgestal- tung der Einzelkomponenten nur wenig eingeschränkt wird. Erfindungsgemäß ergeben sich durch die vorerst getrennten Sattelkomponenten vorab für sich einfachere Bauteilkomponenten. Diese können jeweils optimiert auf die vorliegenden Belastungen und den zu Verfügung stehenden Bauraum ausgeführt werden. Erst durch die anschließende kraft- und/oder formschlüssige Verbindung ergibt sich die komplexere Form des Gesamtsattels.
Ein weiterer Vorteil ist der sehr einfache und kostengünstige Fertigungsprozess für den erfindungsgemäßen Bremssattel. Eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung erfordert lediglich eine Bearbeitung der Stoßstellen. Dies kann beispielsweise durch mechanische Verfahren erfolgen. Da das Versteifungselement als eigenständige Komponente und die wei- teren Komponenten des Bremssattels jeweils getrennt voneinander gefertigt werden, ergibt sich bis zur Endmontage der Komponenten eine vereinfachte Logistik.
Ebenfalls sehr vorteilhaft ist, dass durch das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren des Bremssattels das mindestens eine vorhandene Versteifungselement keinen Temperaturbehandlungen ausgesetzt ist. Beim erfindungsgemäßen Bremssattel kann eine vollkommen getrennte Fertigung des Versteifungselementes einerseits und der mindestens einen weiteren Komponente des Bremssattels beispielsweise aus Leichtmetall erfolgen. Demzufolge kann ausschließlich die mindestens eine weitere Komponente des Bremssattels einem für sie vorgesehenen und optimierten Härteverfahren unterzogen werden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig.l einen grundsätzlichen Aufbau einer Scheibenbremse in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 2 einen Bremssattel gemäß Stand der Technik im Zusammenbau mit angrenzenden
Bauteilen in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Bremssattel in perspektivischer Darstellung, Fig. 4 eine beispielhafte Ausführung einer Verbindung in einem erfindungsgemäßen Bremssattel zwischen einem Versteifungselement und mindestens einer weiteren Komponente des Bremssattels
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 und 2 wird allgemein der grundsätzliche Aufbau einer Scheibenbremse erläutert, wie er insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwendet wird. Dabei ist eine Bremsscheibe 10 über mehrere Verschraubungen 15 an eine drehbare Radachse verbunden. An einer Stelle ihres Umfangs taucht die Bremsscheibe 10 bereichsweise in einen nahezu u-förmig sie umgreifenden Bremssattel 50 ein. Fig. 2 zeigt den Bremssattel 50 mit angrenzenden Bauteilen. Der Bremssattel 50 ist über Befestigungsstellen 22 und 52 kraftschlüssig mit einem Sattelgehäuse 20 verbunden. Das Sattelgehäuse 20 ist rahmenartig ausgeführt und weist weitere Verschraubungsstellen 24 auf. Über diese Verschraubungsstellen 24 ist der Verbund von Bremssattel 50 und Sattelgehäuse 20 insgesamt relativ zur drehbaren Bremsscheibe 10 an einer Fahrzeugkarosserie fest verbunden. Der Bremssattel 50 ist im Querschnitt gesehen nahezu u-förmig ausgebildet, wobei zwischen beiden Schenkeln 58 und 59 die Bremsscheibe 10 angeordnet ist. Beide Schenkel 58 und 59 zeigen somit nach innen in Richtung des Mittelpunktes der Bremsscheibe 10. Der zur Fahrzeugkarosserie gewandte Schenkel 58 des Bremssattels 50 ist länger und massiver ausgeführt, wobei am Ende des Schenkels 58 die Befestigungsstellen 52 zum Sattelgehäuse 20 ausgebildet sind. Der massive innere Bereich des Schenkels 58 weist zwei auf gleicher Ebene parallel zueinander liegende becherartige Aussparungen 56 auf. Diese Aussparungen 56 nehmen jeweils einen hydraulischen oder pneumatischen Kolbenzylinder auf. Zwischen einer Seitenfläche der Bremsscheibe 10 und ihr jeweils zugewandten Schenkel 58 oder 59 des Bremssattels 50 ist jeweils ein Bremsbe- lag 40 angeordnet. Die Größe der Bremsbeläge 40 entspricht in etwa dem in den Bremssattel 50 eingetauchten Flächenbereich der Stirnseiten der Bremsscheibe 10. Bei nicht betätigter Bremse 100 sind die Bremsbeläge 40 jeweils gerade so weit von den Stirnflächen der Bremsscheibe 10 beabstandet, dass bei einem in Bewegung befindlichen Fahrzeug die dann mit der Radachse mitdrehende Bremsscheibe 10 ohne Berührung zu einer Bremskomponen- te drehen kann. Zum Abbremsen des Fahrzeugs wird die Bremse 100 betätigt. Dabei fahren die im Schenkel 58 des Bremssattels 50 befindlichen zwei Kolbenzylinder kontrolliert aus. Gleichzeitig werden dadurch beidseitig die Bremsbelege 40 auf die jeweilige Stirnseite der Bremsscheibe 10 angepresst. Die dadurch auftretende Reibkraft zwischen den Bremsbelägen 40 und der Bremsscheibe 10 wirkt als Bremskraft und verringert die Fahrzeugbewegung. Während des Bremsvorganges ist der Bremssattel 50 gegen die kraftaufbringenden Kolbenzylinder hin verspannt. Dies führt zu starken mechanischen Beanspruchungen, was durch den infolge der Reibkräfte erzeugten Temperaturanstieg innerhalb des Bremssattels 50 zusätzlich erhöht wird.
Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Bremssattel 50a. Der prinzipielle Einbau beispielsweise in eine Bremseinheit und der Zusammenbau mit angrenzenden Bauteilen entsprechen bei einer Ausführung der Bremseinheit als Scheibenbremse im Wesentlichen den Beschreibungen gemäß den Fig. 1 und 2. Das gleiche gilt für die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Bremssattels 50a. Der Unterschied im Aufbau eines der Erfindung zugrunde liegenden Bremssattels 50a ist primär an den Stellen zu finden, die im Betrieb der Bremseinheit 100 durch auftretende Belastungen besonders hoch mechanisch beansprucht sind. Je nach konstruktiver Ausführung des Bremssattels 50a können diese Bereiche variieren. Allen diesen Ausführungen ist gemein, dass der Bremssattel 50a in der Regel in besonders hoch beanspruchten Bereichen zumindest eine Komponente als Versteifungselement 34a aufweist. Dieses zumindest eine Versteifungselement 34a ist dann zumindest mit einer zweiten Komponente 35a des Bremssattels 50a kraft- und/oder formschlüssig verbunden.
So ist beispielsweise der Brückenbereich des Bremssattels 50, 50a ein mechanisch hochbeanspruchter Bereich. Als Brückenbereich wird in der Regel jener Teil des Bremssattels 50, 50a betrachtet, der zangenartig die in den Bremssattel 50, 50a eintauchende Bremsscheibe 10 umschließt. Darunter ist insbesondere der Schenkel 59 und zumindest ein der Bremsscheibe 10 zugewandte Teil des Schenkels 58 zu verstehen, sowie ein beide Schenkel 58, 59 verbindender Brückenboden 55.
Gemäß der einen Ausführung des erfindungsgemäßen Bremssattels 50a in Fig. 3 ist ein Teil des Brückenbereichs als ein Versteifungselement 34a ausgebildet. Das Versteifungselement 34a umfasst den Schenkel 59 und den Brückenboden 55 des Bremssattels 50a. Das Verstei- fungselement 34a ist hauptsächlich als eine belastungsaufnehmende Komponente des
Bremssattels 50a ausgelegt und optimiert. Innerhalb eines Verbindungsbereiches 60 ist das Versteifungselement 34a mit einem Brückensockel 35a kraft- und/oder formschlüssig verbunden angeordnet. So kann der Brückensockel 35a beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 54 kraftschlüssig über Verschraubungsstellen 53a mit dem Versteifungselement 34a ver- schraubt sein.
Der Brückensockel 35a ist beispielsweise im Vergleich zum Versteifungselement 34a vorzugsweise die weniger beanspruchte Komponente des Bremssattels 50a. Somit kann der Brückensockel 35a aus einem Werkstoff bestehen, welcher im Gegensatz zum Verstei- fungselement 34a keine großen Anforderungen an die Festigkeit und Steifigkeit stellt. Vorteilsweise besteht eine solche Komponente aus einem Werkstoff mit niedriger Dichte. Damit kann die Gesamtmasse des Bremssattels 50a reduziert werden. In Frage kommen für derartige Komponenten Leichtmetalllegierungen, insbesondere bei einer Serienfertigung solche, die vergiessbar und aushärtbar sind. Gut geeignet sind aushärtbare Aluminiumlegierungen, wie z.B. AISi7Mg.
Das Versteifungselement 34a ist für eine optimale Belastungsaufnahme sehr steif ausge- führt. Neben der konstruktiven Ausgestaltung wird zur Erreichung einer hohen Steifigkeit ein Werkstoff mit einem hohen E-Modul gewählt. Damit können auch die Wandstärken des Versteifungselementes 34a schmal ausgeführt werden. Werden bei kraftschlüssigen Verbindungen Gewinde direkt in den Versteifungselementen 34a vorgesehen, können Werkstoffe wie z.B. verschiedene Stahllegierungen oder auch Molybdän verwendet werden. Weist der ge- wählte Werkstoff dagegen noch eine geringe Dichte auf, kann die Masse des Bremssattels 50a insgesamt zusätzlich reduziert werden. Beide Eigenschaften werden in idealer Weise durch ein Versteifungselement 34a aus einem Verbundwerkstoff erfüllt. Bereits Guss-Metall- Matrix Komposite (Cast-MMC) zeigen, wenn auch nicht sehr ausgeprägt, einen erhöhten E- Modul auf. Vorteilhafter ist der Einsatz von Metall- Keramik- Verbundwerkstoffe. Diese Ver- bund Werkstoffe weisen sehr oft einen E-Modul > 150MPa auf.
Eine bewährte Ausführung ist ein Versteifungselement 34a aus einem keramischen Grundkörper mit einem infiltrierten Leichtmetall, insbesondere einer Aluminiumlegierung, wie zum Beispiel AISJi2 oder AISi7Mg. Der Grundkörper weist in vorteilhafter Weise bereits vor dem Infiltrieren mit einem Leichtmetall die Geometrie des fertigen Versteifungselementes 34a auf.
Das anschließende Infiltrieren des Grundkörpers mit einer Leichtmetallschmelze wird erleichtert, wenn im Grundkörper eine porige Grundstruktur vorliegt. Daher wird als eine Möglichkeit vorgeschlagen, den Grundkörper als Sinterbauteil auszuführen. Dabei besteht der Grundkörper im Wesentlichen aus gleichartigen oder verschiedenen versinterten keramischen Partikel und/oder Fasern aus Oxiden, wie z.B. AI2O3 oder TiO2, aus Karbiden, wie z.B. SiC oder aus Nitriden, wie z.B. Si3N4 oder AIN. Denkbar sind beispielsweise AI2O3- Partikel mit einem Längen-/Breitenverhältnis von 1 bis 5. Unabhängig vom Herstellungsverfahren des Grundkörpers ist für dessen optimale Infiltrierbarkeit mit einem Leichtmetall vorteilhaft, wenn dessen Porengefüge eine Gesamtporosität von 15% bis 60% aufweist, bevorzugt von 25% bis 50%. Der Porendurchmesser liegt idealerweise im Bereich zwischen 0,5μm und 10μm, bevorzugt im Bereich zwischen lμm und 5μm. Sehr gute Werkstoffwerte zeigen aluminiumbasierte Metall- Keramik Verbundwerkstoffe mit einem Keramikanteil von bis zu 70%. In Versuchen kann gezeigt werden, dass Versteifungselemente aus 55 - 70vol% AI2O3 und 30 - 45vol% aus AISi7Mg einen E-Modul bis zu 242GPA und eine Festigkeit bis zu 600MPa aufweisen. Derartige im Bremssattel 50a ver- wendete Versteifungselemente 34a, beispielsweise im Brückenbereich, weisen nicht nur eine hohe Steifigkeit aus, sondern genügen den Last-Anforderungen im Bauteil.
Neben der beschriebenen Ausführung eines Versteifungselementes 34a in zumindest einem Teil des Brückenbereichs, ist es durchaus denkbar auch andere Komponenten oder Berei- che des Bremssattels 50a mit einem oder mehreren Versteifungselementen 34a auszuführen. Auch in diesen Fällen ist im Verbindungsbereich 60 zumindest ein Versteifungselement 34a kraft- und/oder formschlüssig mit zumindest einer weiteren Komponente 35a des Bremssattels 50a verbunden. Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung kann zum Beispiel durch Keilen, Klemmen, Verstiften oder Verschrauben erfolgen.
Eine mögliche Ausführungsform einer kraft- und formschlüssigen Verbindung ist in Fig. 4 gezeigt. Innerhalb eines Verbindungsbereiches 60 sind ein Versteifungselement 34a (beispielsweise ein Teil des Brückenbereiches wie in Fig. 3) mit einer weiteren Komponente (beispielsweise dem Brückensockel 35a aus Fig. 3) verbunden. Hierzu sind am Versteifungs- element 34a und an der mindestens einen weiteren Komponente 35a des Bremssattels 50a im Verbindungsbereich 60 an ihren jeweiligen Enden Montierabsätze 36, 38 ausgebildet, die ober- und unterseitig jeweils stufig zum restlichen Komponentenkörper 34a, 35a abgesetzt sind. Die Ober- und Unterseiten der Montierabsätze 36, 38 schließen im Verbindungsbereich 60 vorzugsweise jeweils bündig zueinander ab. An den Montierabsätzen 36, 38 sind ober- und unterseitig, vorzugsweise im Absatz zum jeweiligen restlichen Komponentenkörper 34a, 35a, Längsnuten 37, 39 eingebracht. Eine formschlüssige Verbindung des Versteifungselementes 34a und der mindestens einen weiteren Komponente 35a wird mittels mindestens zwei Stahlplatten 70 realisiert, die jeweils auf der Oberseite bzw. der Unterseite der Montierabsätze 38, 39 aufliegend angeordnet sind. Dabei greifen jeweils seitlich an den Stahlplatten 70 komplementär zu den Nuten 37, 39 ausgebildete Längsstege 47, 49 formschlüssig in die jeweiligen Nuten 37, 39 ein. Dadurch halten die Stahlplatten 70 das Versteifungselement 34a und die mindestens eine weitere Komponente 35a des Bremssattels 50a in Position zueinander. Durch den vorhandenen Formschluss können auch Kräfte aufgenommen werden. Vorzugsweise schließen die nach außen gewandten Flächen der Stahlplatten 70 bündig mit den angrenzenden Außenflächen des Versteifungselementes 34a bzw. der mindestens einen weiteren Komponente 35a des Bremssattels 50a ab.
Zusätzlich ist eine kraftschlüssige Verbindung vorgeschlagen. Hierzu ist jeweils im Bereich der Montierabsätze 36 und 38 mindestens eine Durchgangsbohrung eingebracht. Ebenso sind zumindest angenähert achszentrisch zur jeweiligen Durchgangsbohrung Senkbohrungen in den Stahlplatten 70 eingebracht, wobei die Senkungen jeweils zur Außenseite der Stahlplatten 70 gerichtet sind. Die kraftschlüssige Verbindung des Versteifungselementes 34a mit der mindestens einen weiteren Komponente 35a ist somit als Durchsteckverschrau- bung realisiert. Hierzu werden Senkschrauben 54 verwendet, deren Schraubenkopf vorzugsweise innerhalb der Senkung der einen Stahlplatte 70 angeordnet ist. Ebenso sind die am Gewinde der Senkschrauben 54 verschraubten Gewindemuttern 75 bevorzugt innerhalb der Senkung der dann gegenüberliegenden Stahlplatte 70 angeordnet. Die beschriebene Durchsteckverbindung verspannt die außen liegenden Stahlplatten 70 gegen die dazwischen liegenden Montierabsätze 36, 38. In vorteilhafter Weise kann dadurch das Einschneiden eines Gewindes in beispielsweise das aus Verbundwerkstoff bestehende Versteifungselement 34a entfallen. Durch den vorhandenen Kraftschluss können Belastungen, die auf den Bremssattel 50a einwirken, aufgenommen werden.
Es ist ebenso möglich, den kompletten Bremssattel 50a selbst als ein Versteifungselement 34a auszuführen. Demnach bestehen dann evt. auch nicht besonders beanspruchte Bereiche des Bremssattels 50a aus einem Verbundwerkstoff, auch wenn in diesen Bereichen keine hohen Steifigkeiten erforderlich sind. Dadurch kann beispielsweise die Komponentenzahl reduziert werden und der einteilige Bremssattel 50a zum Beispiel direkt mit dem Sattelge- häuse 20 verschraubt werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen nur beispielhaft mögliche konstruktive Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Bremssattels 50a. Selbstverständlich sind auch weitere nicht im Einzelnen aufgeführte vorteilhafte Ausführungen des Bremssattels 50a nach Gattung der unabhängigen Ansprüche möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. So ist der erfindungsgemäße Bremssattel 50a auch nur beispielsweise in einer Scheibenbremse beschrieben. Prinzipiell gilt in gleicher Weise dessen Einsatz in Bremseinheiten in einer anderen ausgeführten Bauform. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bremssattels 50a aus mindestens zwei Komponenten, wird eine erste Komponente als ein Versteifungselement 34a ausgebildet. Als belas- tungsaufnehmende Komponente weist sie in der Regel einen höheren E-Modul auf, als die zumindest zweite Komponente. Hierzu wird für ein Versteifungselement 34a vorteilhaft als Werkstoff ein Verbundwerkstoff, insbesondere ein Metall- Keramik- Verbundwerkstoff verwendet.
Eine Möglichkeit zur Anfertigung des Versteifungselementes 34a ist ein Ausgangspulver aus keramischen Partikeln und/oder Fasern zu einem Grünling mit der Geometrie des fertigen Versteifungselementes 34a zu verpressen. Als Ausgangspulver werden gleichartige oder vermischte Partikel und/oder Fasern aus Oxiden, wie z.B. AI2O3 oder TiO2, aus Karbiden, wie z.B. SiC oder aus Nitriden, wie z.B. Si3N4 oder AIN verwendet. Anschließend wird der Grünling zu einem keramischen Grundkörper gesintert. Dieser Grundkörper wird dann mit einer Leichtmetallschmelze, z.B. einer Aluminiumlegierung, insbesondere AISJi2, druckunterstützt infiltriert und zum fertigen Versteifungselement 34a abgekühlt.
Zur Verbesserung der Infiltrierbarkeit des Leichtmetalls in den Grundkörper können dem keramischen Ausgangspulver vor dem Sinterprozess Porenbildner zugesetzt werden. Als geeignete Porenbildner werden längliche, leicht ausbrennbare Stoffe, wie z.B. Celluloseblätt- chen vorgeschlagen. Diese liegen in einem Mischungsverhältnis von lvol% bis 30vol%, be- vorzugt 2vol% bis 20vol%, im Ausgangspulver vor. Beim Sinterprozess brennen diese Porenbildner aus, so dass eine ausgeprägte Porenkanalstruktur entsteht.
Zusätzlich wird getrennt zum mindestens einem Versteifungselement 34a zumindest eine zweite Komponente 35a gefertigt. Als Werkstoff wird vorzugsweise ein Leichtmetall verwen- det. So wird als eine Möglichkeit vorgeschlagen die zumindest zweite Komponente 35a aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, insbesondere aus AISi7Mg, zu gießen. Dies kann mittels konventionellen Schwerkraftguss erfolgen. Anschließend wird der Gusswerkstoff durch eine definierte Temperaturbehandlung ausgehärtet.
Zumindest das eine Versteifungselement 34a und zumindest die zweite Komponenten des Bremssattels 50a, werden kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Dieses Verbinden kann zum Beispiel durch Keilen, Klemmen, Verstiften oder Verschrauben erfolgen.

Claims

Ansprüche
1. Bremssattel aus mindestens 2 Komponenten, wobei zumindest eine Komponente als Versteifungselement (34a) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) mit mindestens einer zweiten Komponente (35a) kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden ist.
2. Bremssattel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) aus einem Verbundwerkstoff gefertigt ist.
3. Bremssattel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) zumindest in einem Teil des Brückenbereiches ausgebildet ist.
4. Bremssattel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) ein Grundkörper mit infiltrierter Leichtmetalllegierung ist.
5. Bremssattel nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus Keramik besteht.
6. Bremssattel nach mindestens einem der Ansprüche 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass das in den Grundkörper infiltrierte Leichtmetall eine Aluminiumlegierung ist, insbesondere AISb oder AISi7Mg.
7. Bremssattel nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper im Wesentlichen aus keramischen Partikeln und/oder Fasern, insbesondere aus Oxiden (bevorzugt AI2O3 oder TiO2), Karbiden (bevorzugt SiC) oder Nitriden (bevorzugt Si3N4 oder AIN) gesintert ist.
8. Bremssattel nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die AI2O3- Partikel ein Längen-/Breitenverhältnis von 1 bis 5 aufweisen.
9. Bremssattel nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper ein Porengefüge mit einer Gesamtporosität von 15% - 60% (bevorzugt 25% bis 50%) und einen Porendurchmesser zwischen 0,5μm und 10μm (bevorzugt zwischen lμm und 5μm) aufweist.
10. Bremssattel nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) anteilig zwischen 55 - 70vol% aus einem keramischen Grundkörper aus AI2O3 und anteilig zwischen 30 - 45vol% aus einer darin infiltrierten Aluminiumlegierung AISi7Mg besteht .
11. Bremssattel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein Versteifungselement (34a) einen E-Modul > 150GPa aufweist.
12. Bremssattel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Komponente (35a) aus einer aushärtbaren Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Bremssattels, mit den Verfahrensschritten, dass a) zumindest eine erste Komponente als Versteifungselement (34a) ausgebildet wird , dass b) zumindest eine zweite Komponente (35a) aus einem Leichtmetall angefertigt wird und dass c) zumindest die erste und zumindest die zweite Komponente (34a, 35a) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass das das zumindest eine Versteifungselement (34a) aus einem Verbundwerkstoff gefertigt wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüchen 13 und 14 dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für das zumindest eine Versteifungselement (34a) ein Keramik- Metall- Verbundwerkstoff verwendet wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüchen 13 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des zumindest einen Versteifungselementes (34a) ein Ausgangspulver zu einem Grundkörper verpresst und gesintert wird, welcher zusätzlich druckunterstützt mit einer Leichtmetallschmelze infiltriert wird
17. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangspulver keramische Partikel und/oder Fasern, insbesondere aus Oxiden (bevorzugt AI2O3 oder TiO2), Karbiden (bevorzugt SiC) oder Nitriden (bevorzugt Si3N4 oder AIN) verwendet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 und 17 dadurch gekennzeichnet, dass dem Ausgangspulver vor dem Sinterprozess lvol% bis 30% (bevorzugt 2vol% bis 20vol%) Porenbildner, bevorzugt längliche, leicht ausbrennbare Stoffe, im Besonderen Celluloseblätt- chen, zugesetzt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass die im Grundkörper vorhandenen Porenbildner beim Sinterprozess ausbrennen, so dass eine ausgeprägte Porenkanalstruktur entsteht.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper mit einer Leichtmetallschmelze, insbesondere mit einer Aluminiumlegierung, infiltriert wird.
21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüchen 13 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Komponente (35a) aus einem Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gegossen wird.
22. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüchen 13 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden zumindest eines Versteifungselementes (34a) mit einer zumindest zweiten Komponente (35a) durch Keilen, Klemmen, Verstiften oder Verschrauben erfolgt.
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