WO2020169541A1 - Strukturierte bremsscheibe - Google Patents

Strukturierte bremsscheibe Download PDF

Info

Publication number
WO2020169541A1
WO2020169541A1 PCT/EP2020/054125 EP2020054125W WO2020169541A1 WO 2020169541 A1 WO2020169541 A1 WO 2020169541A1 EP 2020054125 W EP2020054125 W EP 2020054125W WO 2020169541 A1 WO2020169541 A1 WO 2020169541A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brake disc
trench
coated
angle
recess wall
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/054125
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Barth
Original Assignee
Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon filed Critical Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon
Priority to KR1020217029822A priority Critical patent/KR20210126730A/ko
Priority to EP20707371.9A priority patent/EP3927993A1/de
Priority to JP2021549267A priority patent/JP2022521922A/ja
Priority to CN202080016184.4A priority patent/CN113474573A/zh
Priority to US17/433,539 priority patent/US20220154792A1/en
Publication of WO2020169541A1 publication Critical patent/WO2020169541A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/127—Discs; Drums for disc brakes characterised by properties of the disc surface; Discs lined with friction material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/028—Physical treatment to alter the texture of the substrate surface, e.g. grinding, polishing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1308—Structure one-part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1332—Structure external ribs, e.g. for cooling or reinforcement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/003—Chip removing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0038—Surface treatment
    • F16D2250/0046—Coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49995—Shaping one-piece blank by removing material

Definitions

  • the present invention relates to a brake disk with a treated surface, in particular a brake disk in which a coating is applied to the surface in order to increase the adhesion.
  • the expert calls this process "activation of the surface", which ultimately represents a structuring.
  • DE102010064350A1 proposes a brake disk and a method for treating the surface of the brake disk, in order to increase the adhesion of a coating on the surface, this is roughened by making at least one depression in the surface, the width of which increases with the depth of the depression and by means of this undercut a positive connection between the brake disc and the coating is created.
  • the cutting tool has at least two cutting edges, the two cutting edges being at an angle of inclination to the perpendicular of the workpiece surface and both cutting edges simultaneously forming a common plane in the orthogonal direction.
  • the aim is to create a precisely reproducible surface activation in order to apply surface coatings with the lowest possible fluctuations in the process parameters on the activated surfaces.
  • the surface has a structuring, the structuring comprising at least one depression, the width of which increases as the depth of the depression increases.
  • the structuring comprising at least one depression, the width of which increases as the depth of the depression increases.
  • the at least one depression is in the form of a spiral depression, similar to the groove on a record. This makes it possible to carry out the surface activation by machining material, in particular a turning process, the surface activation can be carried out very quickly and inexpensively.
  • the object is achieved by a brake disc according to claim 1.
  • the brake disc has at least one depression in the form of a spiral depression.
  • a recess is realized with a first recess wall and a second recess wall.
  • One of the two recess walls for example the first recess wall, is designed as a recess wall that undercuts relative to the surface to be coated.
  • the other recess wall for example the second recess wall, is not designed as an undercutting recess wall.
  • the width of the recess decreases as the depth of the recess increases. Accordingly, there is no shadowing during the coating in the area of the other, non-undercutting recess wall.
  • FIG. Figure 1 shows schematically a section of an inventive to be coated Brake disc 1.
  • This brake disk has a structured surface S to be coated with a trench G.
  • the trench G can also be referred to as a depression.
  • the trench G is a spiral-shaped recess milled into the surface S of the brake disk with a first recess wall W1 and a second recess wall W2.
  • Also shown is a virtual rectangle with a corner L at the corner L formed by the recess wall W1 and surface S and another corner R at the corner R formed by the recess wall W2 and surface S.
  • the height of the virtual rectangle corresponds to the depth of the trench.
  • the virtual rectangle and recess wall W1 form an angle ⁇ which defines the steepness of the overhanging recess wall W1 and thus the undercut.
  • the virtual rectangle and the recess wall W2 form an angle ⁇ which defines the steepness of the (non-overhanging) recess wall W2.
  • the geometry of the depression is selected such that a> ⁇ applies, because then it is ensured that the width of the depression decreases with increasing depth.
  • FIG. 2 shows a depression according to the prior art, in which a ⁇ applies and thus the width of the depression increases with increasing depth.
  • Figure 3 shows schematically the plan view of a brake disc with a spiral recess.
  • the coated brake disk 1 has a surface S, the surface S having a groove-shaped trench G, as can be seen clearly in FIG.
  • the groove-shaped trench G comprises a first recess wall W1, a second recess wall W2 and a groove bottom N.
  • the groove-shaped trench G has a width B measured approximately parallel to the surface S from the first recess wall W1 to the second recess wall W2 and an approximately orthogonal to the surface S of The depth T measured from the surface S to the groove base N.
  • the width B decreases from the surface S towards the groove base T.
  • the second recess wall W2 can be coated very well in the coating process / method, since the coating particles have free access to the second recess wall W2. At the same time it is ensured that the undercut of the trench required to increase the permanent adhesion of the coating is given.
  • both recess walls are in the shadow of the coating and can only be coated poorly.
  • the second angle g measured from the groove base G to the second recess wall W1 is greater than 90 °, in particular between 90 ° and 180 °, preferably 135 °, in particular an obtuse angle.
  • the first angle a measured from the groove base G to the second recess wall W1 is less than 90 °, in particular between 0 ° and 90 °, preferably 55 °, in particular is an acute angle.
  • the supplementary angle ⁇ , which is added to the second angle g, is smaller than the first angle ⁇ , the second angle y and the supplementary supplementary angle ⁇ totaling 180 °.
  • the groove-shaped trench G has a trapezoidal cross-section, wherein in particular one of the two recess walls W1, W2, in particular the first recess wall W1, in particular the second recess wall W2, and particularly advantageously, as shown in the exemplary embodiment according to FIG. 1, both recess walls W1, W2 are even.
  • the flat design is relatively easy to produce, especially if the trench G is milled.
  • the walls W1, W2 can be uneven, for example having a section-wise circular, elliptical, parabolic, hyperbolic or similar course.
  • the width B of the trench G decreases in the direction from the surface S to the groove base N, in particular decreases continuously. It can be useful that the width B of the trench G can be constant over sections.
  • the width B of the trench G on the surface S is particularly advantageously greater than the width B of the trench G on the base N.
  • the groove base N is flat, and in particular runs approximately parallel to the surface S.
  • the groove base N can have a circular, elliptical, parabolic, hyperbolic or similar profile in sections.
  • the depth T is smaller than the smallest width B of the trench G, the smallest width B in particular representing the width of the groove base N, in particular that the ratio of the depth T to the smallest width B is approximately 0.85.
  • the ratio is advantageously in a range from approximately 0.5 to approximately 0.99, in particular from approximately 0.7 to approximately 0.95, advantageously from approximately 0.8 to approximately 0.9.
  • the depth T of the trench G is approximately between 10 pm and 1000 pm.
  • the coated brake disk 1 is advantageously distinguished, as can be clearly seen in FIG. 3, in that the trench G runs approximately in a spiral shape on the surface S of the brake disk 1.
  • the center of the spiral lies approximately in the center M of the circular brake disk 1, with the radius of the spiral in particular decreasing towards the center M of the brake disk 1.
  • a method for coating a brake disc is shown below, the brake disc 1 having the trench G being coated with a plasma vapor process, in particular a PVD process, or with thermal spraying.
  • the coating particles flying approximately in a straight line from the coating source onto the brake disk 1 strike the surface S of the brake disk 1 approximately orthogonally. Small deviations from the orthogonality can also occur. It is essential, however, that the coating particles flying onto the brake disc 1 have direct access to at least one of the two recess walls W1, W2, in particular the second recess wall W2, so that this second recess wall W2 can be coated well.
  • the trench G is expediently embedded, in particular milled, scratched or cut into the surface of the brake disk.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

Eine Bremsscheibe mit einer Oberfläche (S) die strukturiert ist um die Adhäsionskraft einer Beschichtung auf der Oberfläche (S) zu erhöhen, wobei die Strukturierung der Oberfläche zumindest eine Vertiefung (G) umfasst, deren Tiefe mit zunehmender Tiefe der Vertiefung abnimmt und wobei die zumindest eine Vertiefung (G) die Form einer spiralen Struktur hat.

Description

Strukturierte Bremsscheibe
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe mit behandelter Oberfläche, insbesondere eine Bremsscheibe bei der zur Erhöhung der Haftfähigkeit einer Beschichtung auf der Oberfläche aufgebracht wird. Der Fachmann nennt diesen Vorgang„Aktivierung der Oberfläche“, der letztendlich eine Strukturierung darstellt.
Stand der Technik
In der DE102010064350A1 wird eine Bremsscheibe, sowie ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche der Bremsscheibe vorgeschlagen, wobei zur Erhöhung der Haftfähigkeit einer Beschichtung auf der Oberfläche diese aufgeraut wird, indem in die Oberfläche mindestens eine Vertiefung eingebracht wird, deren Breite mit zunehmender Tiefe der Vertiefung zunimmt und mittels diesem Hinterschnitt eine formschlüssige Verbindung zwischen Bremsscheibe und Beschichtung erzeugt wird.
Hierzu weist das Schneidwerkzeug mindestens zwei Schneidkanten auf, wobei die beiden Schneidkanten in einem Neigungswinkel zur Senkrechten der Werkstückoberfläche aufweisen und beide Schneidkanten gleichzeitig in orthogonaler Richtung eine gemeinsame Ebene bilden. Ziel ist es dabei, eine exakt reproduzierbare Oberflächenaktivierung zu schaffen, um Oberflächenbeschichtungen mit möglichst geringen Schwankungen der Prozeßparameter auf die aktivierten Oberflächen aufzubringen.
Gemäß Stand der Technik weißt die Oberfläche eine Strukturierung auf, wobei die Strukturierung mindestens eine Vertiefung umfasst, deren Breite mit zunehmender Tiefe der Vertiefung zunimmt. Im Stand der Technik wird beschrieben, dass es hierdurch möglich ist, eine formschlüssige Verbindung zwischen einer anschließend aufzubringenden Beschichtung und dem Werkstück zu erzeugen, wobei die formschlüssige Verbindung eine exakte Reproduzierbarkeit aufweist.
Weiterhin ist es gemäß diesem Stand der Technik vorteilhaft, dass die mindestens eine Vertiefung in Form einer spiralförmigen Vertiefung, ähnlich der Rille einer Schallplatte aufweist. Dadurch wird es möglich, die Oberflächenaktivierung durch eine spanende Materialbearbeitung, insbesondere einen Drehprozeß, durchzuführen, wobei die Oberflächenaktivierung sehr schnell und kostengünstig durchgeführt werden kann.
Allerdings hat die entsprechende Strukturierung mit einer Vertiefung deren Breite mit zunehmender Tiefe der Vertiefung zunimmt den gravierenden Nachteil, dass bei anschließender Beschichtung die Geometrie zur Folge hat, dass es zu Abschattungseffekten kommt. Das bedeutet, dass mit zunehmender Tiefe in der Vertiefung die Beschichtungsdicke dramatisch abnimmt wodurch der die Haftung verbessernde Effekt stark abnimmt. Dies ist insbesondere bei Beschichtungsverfahren wie zum Beispiel dem Plasmaverdampfen und der Abscheidung aus der Gasphase (PVD-Verfahren) ein Problem, bei dem die Beschichtungspartikel geradlinig von der Materialquelle zum Substrat fliegen. Entsprechendes trifft auf das thermische Spritzen zu.
Es besteht daher ein Bedürfnis, eine Strukturierung anzugeben, bei der einerseits eine Beschichtung eine durch einen Hinterschnitt gewährleistete Verzahnung aufweist und andererseits die Beschichtung in die Struktur hinein erreicht werden kann, die nicht in der Weise unter der Abschattung leidet, wie durch den vom Stand der Technik vorgegebenen Ansatz der sich verbreiternden Vertiefung.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Bremsscheibe gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Entsprechend dem Stand der Technik hat die Bremsscheibe mindestens eine Vertiefung in Form einer spiralförmigen Vertiefung.
Entgegen dem Stand der Technik nimmt die Breite der Vertiefung aber mit zunehmender Tiefe nicht zu, sondern ab. Erfindungsgemäß wird eine Vertiefung mit einer ersten Vertiefungswand und einer zweiten Vertiefungswand realisiert. Eine der beiden Vertiefungswände, beispielsweise die erste Vertiefungswand, ist als relativ zur zu beschichtenden Oberfläche hinterschneidenden Vertiefungswand ausgeführt. Die andere Vertiefungswand, beispielsweise die zweite Vertiefungswand, ist demgegenüber nicht als hinterschneidende Vertiefungswand ausgeführt. Die Breite der Vertiefung nimmt mit zunehmender Tiefe der Vertiefung ab. Dementsprechend kommt es im Bereich der anderen, nicht hinterschneidenden Vertiefungswand nicht zu einer Abschattung bei der Beschichtung.
Die Erfindung wird nun im Detail beispielhaft anhand der Figur 1 erläutert. Figur 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen zu beschichtenden Bremsscheibe 1 . Diese Bremsscheibe hat eine zu beschichtende strukturierte Oberfläche S mit Graben G. Der Graben G kann auch als Vertiefung bezeichnet sein. Der Graben G ist eine spiralförmige in die Oberfläche S der Bremsscheibe eingefräste Vertiefung mit erster Vertiefungswand W1 und zweiter Vertiefungswand W2. Eingezeichnet ist ebenfalls ein virtuelles Rechteck mit einer Ecke L an der durch die Vertiefungswand W1 und Oberfläche S gebildeten Ecke L sowie einer weiteren Ecke R an der durch die Vertiefungswand W2 und Oberfläche S gebildeten Ecke R. Die Höhe des virtuellen Rechtecks entspricht der Grabentiefe. Virtuelles Rechteck und Vertiefungswand W1 bilden einen Winkel a , der die Steilheit der überhängenden Vertiefungswand W1 und damit den Hinterschnitt definiert. Das virtuelle Rechteck und die Vertiefungswand W2 bilden einen Winkel ß, der die Steilheit der (nicht überhängenden) Vertiefungswand W2 definiert. Erfindungsgemäß wird die Geometrie der Vertiefung so gewählt, dass a>ß gilt, denn dann ist gewährleistet, dass die Breite der Vertiefung mit zunehmender Tiefe abnimmt.
Figur 2 zeigt demgegenüber eine Vertiefung gemäß Stand der Technik, bei dem a<ß gilt und somit die Breite der Vertiefung mit zunehmender Tiefe zunimmt.
Figur 3 zeigt schematisch die Draufsicht einer Bremsscheibe mit spiralförmiger Vertiefung. Erfindungsgemäß weist die beschichtete Bremsscheibe 1 eine Oberfläche S auf, wobei die Oberfläche S einen nutförmigen Graben G aufweist, wie gut in Figur 1 zu erkennen ist. Der nutförmige Graben G umfasst eine erste Vertiefungswand W1 , eine zweite Vertiefungswand W2 und einen Nutgrund N. Der nutförmige Graben G weist eine etwa parallel zur Oberfläche S von der ersten Vertiefungswand W1 zur zweiten Vertiefungswand W2 gemessene Breite B und eine etwa orthogonal zur Oberfläche S von der Oberfläche S zum Nutgrund N gemessene Tiefe T auf. Die Breite B nimmt von der Oberfläche S hin zum Nutgrund T ab. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere die zweite Vertiefungswand W2 beim Beschichtungsprozess/-verfahren sehr gut beschichtet werden kann, da die Beschichtungspartikel einen freien Zugang zur zweiten Vertiefungswand W2 aufweisen. Zeitgleich ist gewährleistet, dass der zur Erhöhung der dauerhaften Haftung der Beschichtung erforderliche Hinterschnitt des Grabens gegeben ist. Im Stand der Technik nach Fig. 2 hingegen liegen beide Vertiefungswände im Schatten der Beschichtung und können nur schlecht beschichtet werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist gut erkennbar, dass der vom Nutgrund G zur zweiten Vertiefungswand W1 gemessene zweite Winkel g größer als 90° beträgt, insbesondere zwischen 90° und 180° beträgt, bevorzugt 135° beträgt, insbesondere ein stumpfer Winkel ist. Es ist auch gut zu erkennen, dass der vom Nutgrund G zur zweiten Vertiefungswand W1 gemessene erste Winkel a kleiner als 90° beträgt, insbesondere zwischen 0° und 90° beträgt, bevorzugt 55° beträgt, insbesondere ein spitzer Winkel ist. Der sich zum zweite Winkel g ergänzende Ergänzungswinkel ß kleiner ist als der erste Winkel a, wobei der zweite Winkel y und der ergänzende Ergänzungswinkel ß zusammen 180° ergeben. Der nutförmige Graben G weist einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei insbesondere eine der beiden Vertiefungswände W1 , W2, insbesondere die erste Vertiefungswand W1 , insbesondere die zweite Vertiefungswand W2, und besonders vorteilhaft, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellt, beide Vertiefungswände W1 , W2 eben sind. Die ebene Ausführung ist relativ einfach herstellbar, insbesondere wenn der Graben G eingefräst wird. Es kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel zweckmäßig sein, dass die Wände W1 , W2 uneben sind, beispielsweise einen abschnittsweise kreisförmigen, elliptischen, parabelförmigen, hyperbelförmigen oder dergleichen Verlauf aufweisen. Wesentlich ist aber, dass die Breite B des Grabens G in Richtung von der Oberfläche S zum Nutgrund N abnimmt, insbesondere stetig abnimmt. Es kann zweckmäßig sein, dass die Breite B des Grabens G über abschnittsweise konstant sein kann. Besonders vorteilhaft ist die Breite B des Grabens G an der Oberfläche S größer als die Breite B des Grabens G am Nugrund N.
Der Nutgrund N ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eben, und verläuft insbesondere etwa parallel zur Oberfläche S. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Nugrund N einen abschnittsweise kreisförmigen, elliptischen, parabelförmigen, hyperbelförmigen oder dergleichen Verlauf aufweisen.
Die Tiefe T ist kleiner als die kleinste Breite B des Grabens G, wobei die kleinste Breite B insbesondere die Breite des Nutgrunds N darstellt, insbesondere dass das Verhältnis von Tiefe T zu kleinster Breite B etwa 0,85 beträgt. Vorteilhaft liegt das Verhältnis in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 0,99, insbesondere von etwa 0,7 zu etwa 0,95, vorteilhaft von etwa 0,8 bis etwa 0,9. Die Tiefe T des Grabens G beträgt etwa zwischen 10 pm und 1000 pm. Die beschichtete Bremsscheibe 1 zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, wie in Fig. 3 gut zu erkennen ist, dass der Graben G auf der Oberfläche S der Bremsscheibe 1 etwa spiralförmig verläuft. Das Zentrum der Spirale liegt hierbei etwa im Mittelpunkt M der kreisförmigen Bremsscheibe 1 , wobei insbesondere der Radius der Spirale zum Mittelpunkt M der Bremsscheibe 1 hin abnimmt.
In einem Ausführungsbeispiel wird nachfolgend ein Verfahren zum Beschichten einer Bremsscheibe dargestellt, wobei die den Graben G aufweisende Bremsscheibe 1 mit einem Plasmadampfverfahren, insbesondere PVD-Verfahren, oder mit einem thermischen Spritzen beschichtet wird. Im Beschichtungsverfahren treffen die etwa geradlinig von der Beschichtungsquelle auf die Bremsscheibe 1 fliegenden Beschichtungspartikel etwa orthogonal auf die Oberfläche S der Bremsscheibe 1. Auch kleiner Abweichungen von der Orthogonalität können auftreten. Wesentlich ist jedoch, dass die auf die Bremsscheibe 1 fliegenden Beschichtungspartikel zumindest auf einer der beiden Vertiefungswände W1 , W2, insbesondere auf die zweite Vertiefungswand W2 direkten Zugang haben, so dass diese zweite Vertiefungswand W2 gut beschichtet werden kann. Zweckmäßig wird vor der Beschichtung der Bremsscheibe 1 der Graben G in die Oberfläche der Bremsscheibe eingelassen, insbesondere eingefräst, eingekratzt oder eingeschnitten.

Claims

Ansprüche
1. Bremsscheibe (1 ) mit einer Oberfläche (S), die strukturiert ist, um die Adhäsionskraft einer Beschichtung auf der Oberfläche (S) zu erhöhen, wobei die Strukturierung der Oberfläche zumindest eine Graben (G) umfasst, deren Breite mit zunehmender Tiefe der Vertiefung abnimmt und wobei die zumindest eine Graben (G) die Form einer spiralen Struktur hat.
2. Beschichtete Bremsscheibe (1 ) mit einer Oberfläche (S), wobei die Oberfläche (S) einen nutförmigen Graben (G) aufweist, wobei der nutförmige Graben (G) eine erste Vertiefungswand (W1 ), eine zweite Vertiefungswand (W2) und einen Nutgrund (N) umfasst, wobei der nutförmige Graben (G) eine etwa parallel zur Oberfläche (S) von der ersten Vertiefungswand (W1 ) zur zweiten Vertiefungswand (W2) gemessene Breite (B) und eine etwa orthogonal zur Oberfläche (S) von der Oberfläche (S) zum Nutgrund (N) gemessene Tiefe (T) aufweist, wobei die Breite (B) von der Oberfläche (S) hin zum Nutgrund (T) abnimmt.
3. Beschichtete Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Nutgrund (G) zur zweiten Vertiefungswand (W1 ) gemessene zweite Winkel (g) größer als 90° beträgt, insbesondere zwischen 90° und 180° beträgt, bevorzugt 135° beträgt, insbesondere ein stumpfer Winkel ist.
4. Beschichtete Bremsschreibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Nutgrund (G) zur zweiten Vertiefungswand (W1 ) gemessene erste Winkel ( a ) kleiner als 90° beträgt, insbesondere zwischen 0° und 90° beträgt, bevorzugt 55° beträgt, insbesondere ein spitzer Winkel ist.
5. Beschichtete Bremsschreibe nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sich zum zweite Winkel (g) ergänzende Ergänzungswinkel (ß) kleiner ist als der erste Winkel ( a ), wobei der zweite Winkel (g) und der ergänzende Ergänzungswinkel (ß) zusammen 180° ergeben.
6. Beschichtete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der nutförmige Graben (G) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
7. Beschichtete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Vertiefungswände (W1 , W2), insbesondere die erste Vertiefungswand (W1 ), insbesondere die zweite Vertiefungswand (W2), und besonders vorteilhaft beide Vertiefungswände (W1 , W2) eben sind.
8. Beschichtete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund (N) eben ist, und insbesondere etwa parallel zur Oberfläche (S) verläuft.
9. Beschichtete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (T) kleiner ist als die kleinste Breite (B) des Grabens (G), wobei die kleinste Breite (B) insbesondere die Breite des Nutgrunds (N) darstellt, insbesondere dass das Verhältnis von Tiefe (T) zu kleinster Breite (B) etwa 0,85 beträgt.
10. Beschichtete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (T) etwa zwischen 10 pm und 1000 pm beträgt.
11. Beschichtete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Graben (G) auf der Oberfläche (S) der Bremsscheibe (1 ) etwa spiralförmig verläuft, wobei insbesondere das Zentrum der Spirale etwa im Mittelpunkt (M) der kreisförmigen Bremsscheibe (1 ) liegt, und wobei insbesondere der Radius der Spirale zum Mittelpunkt (M) der Bremsscheibe (1 ) hin abnimmt.
12. Verfahren zum Beschichten einer Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die den Graben (G) aufweisende Bremsscheibe (1 ) mit einem Plasmadampfverfahren, insbesondere PVD- Verfahren, oder mit einem thermischen Spritzen beschichtet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die etwa geradlinig von der Beschichtungsquelle auf die Bremsscheibe (1 ) fliegenden Beschichtungspartikel etwa orthogonal auf die Oberfläche (S) der Bremsscheibe (1 ) treffen.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Beschichtung der Bremsscheibe (1 ) der Graben (G) in die Oberfläche der Bremsscheibe eingelassen, insbesondere eingefräst, eingekratzt oder eingeschnitten, wird.
PCT/EP2020/054125 2019-02-24 2020-02-17 Strukturierte bremsscheibe WO2020169541A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217029822A KR20210126730A (ko) 2019-02-24 2020-02-17 구조화된 브레이크 디스크
EP20707371.9A EP3927993A1 (de) 2019-02-24 2020-02-17 Strukturierte bremsscheibe
JP2021549267A JP2022521922A (ja) 2019-02-24 2020-02-17 構造化されたブレーキディスク
CN202080016184.4A CN113474573A (zh) 2019-02-24 2020-02-17 结构化的制动盘
US17/433,539 US20220154792A1 (en) 2019-02-24 2020-02-17 Structured brake disk

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019001286.0 2019-02-24
DE102019001286 2019-02-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020169541A1 true WO2020169541A1 (de) 2020-08-27

Family

ID=69714004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/054125 WO2020169541A1 (de) 2019-02-24 2020-02-17 Strukturierte bremsscheibe

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220154792A1 (de)
EP (1) EP3927993A1 (de)
JP (1) JP2022521922A (de)
KR (1) KR20210126730A (de)
CN (1) CN113474573A (de)
WO (1) WO2020169541A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115011906A (zh) * 2022-05-18 2022-09-06 淄博国创中心先进车用材料技术创新中心 耐磨损铝合金制动盘及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290032B1 (en) * 1995-05-12 2001-09-18 Alcoa Inc. Friction-wear aluminum part and associated method
WO2002038978A1 (de) * 2000-11-13 2002-05-16 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Bremsscheibe und verfahren zu deren herstellung
DE102009003161A1 (de) * 2009-05-15 2010-11-18 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Beschichtete Leichtmetallscheibe und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010052735A1 (de) * 2010-11-26 2011-11-17 Daimler Ag Bremsscheibe und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010064354A1 (de) * 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Schneidwerkzeug zur Erzeugung mindestens einer Vertiefung in einer Oberfläche, insbesondere in der Oberfläche einer Bremsscheibe
DE102010064350A1 (de) 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Bremsscheibe und Verfahren zur Behandlung der Oberfläche einer Bremsscheibe
DE102016210225A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beschichtete Bremsscheibe

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3948501B2 (ja) * 1997-08-07 2007-07-25 Ｎｓｋワーナー株式会社 ブレーキドラム
US20050064146A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-24 Kendall Hollis Spray shadowing for stress relief and mechanical locking in thick protective coatings
EP1854903B1 (de) * 2006-05-08 2013-10-02 Ford-Werke GmbH Verfahren zur Herstellung verschleißfester Beschichtungen auf einem Metallgrundkörper
WO2010130529A1 (de) * 2009-05-13 2010-11-18 Ford Global Technologies, Llc Beschichtete leichtmetallscheibe
US8534256B2 (en) * 2011-08-29 2013-09-17 Ford Global Technologies, Llc Method of making a barbed surface for receiving a thermal spray coating and the surface made by the method
DE102014215060B4 (de) * 2013-09-20 2018-03-22 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe
US10082187B2 (en) * 2014-12-22 2018-09-25 Ford Global Technologies, Llc Mechanically roughened brake rotors
CN205806283U (zh) * 2015-05-08 2016-12-14 韦坤明 沟槽实心制动盘
CN109219671B (zh) * 2016-06-03 2020-08-21 东华隆株式会社 制粉辊的制造方法
CN205908670U (zh) * 2016-07-22 2017-01-25 林仁祥 制动盘组件
US10612119B2 (en) * 2016-11-23 2020-04-07 GM Global Technology Operations LLC Surface roughening tool and method
US10495163B2 (en) * 2017-04-26 2019-12-03 Hendrickson Usa, L.L.C. Tone ring and attachment structure
IT201800020773A1 (it) * 2018-12-21 2020-06-21 Freni Brembo Spa Metodo per realizzare un disco freno e disco freno per freni a disco
IT201900025090A1 (it) * 2019-12-20 2021-06-20 Freni Brembo Spa Fascia di frenatura di un disco per freno a disco

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290032B1 (en) * 1995-05-12 2001-09-18 Alcoa Inc. Friction-wear aluminum part and associated method
WO2002038978A1 (de) * 2000-11-13 2002-05-16 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Bremsscheibe und verfahren zu deren herstellung
DE102009003161A1 (de) * 2009-05-15 2010-11-18 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Beschichtete Leichtmetallscheibe und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010052735A1 (de) * 2010-11-26 2011-11-17 Daimler Ag Bremsscheibe und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010064354A1 (de) * 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Schneidwerkzeug zur Erzeugung mindestens einer Vertiefung in einer Oberfläche, insbesondere in der Oberfläche einer Bremsscheibe
DE102010064350A1 (de) 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Bremsscheibe und Verfahren zur Behandlung der Oberfläche einer Bremsscheibe
DE102016210225A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beschichtete Bremsscheibe

Also Published As

Publication number Publication date
US20220154792A1 (en) 2022-05-19
KR20210126730A (ko) 2021-10-20
JP2022521922A (ja) 2022-04-13
CN113474573A (zh) 2021-10-01
EP3927993A1 (de) 2021-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2536718C3 (de) Verfahren zur Herstellung geätzter Strukturen in Festkörperoberflächen durch Ionenätzung und Bestrahlungsmaske zur Verwendung in diesem Verfahren
EP2659158B1 (de) Bremsscheibe und verfahren zur behandlung der oberfläche einer bremsscheibe
WO2008080244A1 (de) Verfahren zur herstellung einer gerichteten schicht mittels kathodenzerstäubung und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE2723465C2 (de) Maske zum Aufbringen eines Musters auf ein Substrat und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2020169541A1 (de) Strukturierte bremsscheibe
EP0454686B1 (de) Schneideinsatz und verfahren zu seiner herstellung
DE69627249T2 (de) Hochvakuum-Sputter-Vorrichtung und zu behandelndes Substrat
WO2020094486A1 (de) Verfahren zur herstellung eines räumlich strukturierten bauteils, halbzeug zur erzeugung eines solchen bauteils und bauteil mit einer räumlich strukturierten oberfläche
DE10039478A1 (de) Zerstäubungs-Bauteil
WO2012089377A1 (de) Schneidwerkzeug zur erzeugung mindestens einer vertiefung in einer oberfläche, insbesondere in der oberfläche einer bremsscheibe
WO2018019746A1 (de) Verfahren zum erzeugen von schrägen vorsprüngen oder aussparungen an einer schnittflanke eines plattenförmigen werkstücks und zugehöriges computerprogrammprodukt
EP0569660A1 (de) Vorrichtung zum Halten von Substraten
WO1998033205A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur halterung und zum schutz von halbleiter-wafern
DE4212035C2 (de) Verfahren zum Umschmelzen von Oberflächen von Werkstücken mit Laserstrahlung
EP2484478B1 (de) Verfahren zum Einbringen einer Durchbrechung in ein Substrat
DD156715A1 (de) Einrichtung zur beidseitigen beschichtung ebener substrate
DE10235857A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen
WO2021005114A1 (de) VERFAHREN ZUM BESCHICHTEN EINER OBERFLÄCHE EINES SUBSTRATES DURCH LASERAUFTRAGSCHWEIßEN
DE10062014B4 (de) Verfahren zum Dünnen und Separieren selektierter Bereiche dünner Scheiben
DE102007014092A1 (de) Anordnung mit einer Maske zur Abschattung einer gekrümmten Substratoberfläche und Vorrichtung zur Beschichtung derselben
DE4139841A1 (de) Verfahren zur laser-umwandlungshaertung
DE712952C (de) Verfahren zur Dockung von Stanzstempeln
DE102015208172A1 (de) Beschichtungsmaterial zur Beschichtung unsteter Oberflächen sowie Verfahren
DE4446846C2 (de) Verfahren und Werkzeug zur Herstellung einer Auflage für ein flächiges Bauteil in einer Ausnehmung
DE3038837A1 (de) Verfahren zur zahnbildung an metallprofilen und herstellungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20707371

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021549267

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217029822

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020707371

Country of ref document: EP

Effective date: 20210924