用于制动盘的制造方法及制动盘的制作方法

用于制动盘的制造方法及制动盘的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于车辆的制动盘(1)的制造方法。制动盘(1)具有基体(2)，其中涂敷基体(2)的表面区域(10)，方法具有以下步骤：-表面区域(10)中的形成保持在凹部部分(11、12)之间的肋板(13)的凹部部分(11、12)的制造，其中凹部部分(11、12)以凹槽(14)的形式在基体(2)的表面区域(10)中制造；-肋板(13)的变形使得至少在形成朝向凹部部分(11、12)中的至少一个的底切(32)的部分中可塑性地移动；-至表面区域(10)的涂层(40)的施用。为了形成底切(32)并且为了形成在肋板(13)的端面(35)上的压纹(36)，用至少在部分中配置为截顶圆锥体的轧辊体(15)轧制该肋板(13)，轧辊体(15)的小周长(20)与表面区域(10)的内周长(22)的比例对应于它的大周长(21)与表面区域(10)的外周长(23)的比例，其中配置为截顶圆锥体的轧辊体(15)的外壳表面引导成平行于基体(2)的表面区域(10)。本发明此外以用该方法制造的制动盘(1)为目的。
【专利说明】用于制动盘的制造方法及制动盘

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的制动盘的制造方法，以及用于车辆的制动盘。

【背景技术】
[0002]在车辆中，尤其在机动车辆中，盘式制动器是迄今为止最常见类型的制动系统。盘式制动器实质上由制动盘和围绕制动盘在边缘上的制动钳组成。制动盘通过可旋转地安装在转向轴上的轮毂连接至待制动的车辆的车轮。相比之下，制动钳固定至转向轴。实际的减速是通过可以抵接放置在制动盘上并且布置在它和制动钳之间的盘的两侧的制动衬块来实现。
[0003]根据应用，制动盘可以由铁组成或也可以由碳陶瓷或铝组成。制动盘应该具有尽可能抗磨损并且排放尽可能少的灰尘的表面。为了实现这些，表面应该尽可能的硬。由于这个原因，具有金属基体的制动盘配备有合适的涂层。所述涂层至少在充当用于制动衬块的摩擦面或摩擦环的基体的环形表面区域的上方延伸。这通常是平坦的表面区域，其由至少两个彼此平行地延伸并且在两侧限定摩擦环以及因此限定它的厚度的摩擦面组成。
[0004]由于制动盘是大批量生产的可消耗的物品，所以这些主要是由铁——尤其铸铁——制成。没有提供涂层，氧化铁将迅速地形成。这是一种腐蚀过程，其随着时间的推移可以破坏制动盘。除由轻微铁锈薄膜引起的表面恶化之外，表面铁锈的形成在许多情况下导致以使人不愉快的尖叫声表达的声音恶化。
[0005]合适的涂层可以例如用热喷涂来实现。这里待施用到基体的表面的材料首先通过热效应而软化并且通过气流以单个微粒的形式加速。当微粒碰撞时，创造了纯机械连接而没有熔化基体的表面。这些材料可以是金属或氧化物陶瓷或碳化物材料。
[0006]为了改进涂层和表面区域之间的连接——该连接可能本身是不利的，由于它仅提供表面粘附——首先使该表面区域变粗糙。纯喷砂处理或金刚砂喷砂处理仅实现涂层至基体的表面区域的适度粘合。
[0007]专利文献02 10 2011 075 821八1描述了一种制动盘和一种用于它的制造的方法。制动盘包含基体，磨损保护层例如通过高速氧燃料火焰喷涂(取。?)和/或大气等离子体喷涂(八?3)施用到该基体的表面上。为了改进基体的表面和待施用的磨损保护层之间的必要连接，适当地预先处理表面。为此，建议使用激光束以获得合适的基体表面形貌。合适的表面形貌例如是曲折形的和/或凹槽状和/或和螺旋结构的应用。
[0008]可以通过激光辐射获得的表面区域的粗加工，优于喷砂或金刚砂喷砂的粗加工。然而这里再次，有时在基体和涂层之间实现不够持久的连接。这样的原因是没有实现机械牢固粘合的底切。为了创造这样有利的底切，各种另外的方法在现有技术中是已知的。
[0009]专利文献02 10 2010 064 350八1公开了一种具有涂层的制动盘。在该文本中，表明了一种可以将涂层施用到制动盘的表面上的方法。为了增加制动盘和涂层之间的粘附强度，制动盘的表面配备有凹部。限定凹部的侧壁配置成使得凹部的宽度随着深度而增加。结果，至少一个凹部的侧壁相对于制动盘的表面成角度地延伸，以便产生至少一个底切。通过材料去除——例如通过具有相应的切削刃的工具——在制动盘的表面制造这些凹部。底切允许待施用到制动盘的表面上以及尤其施用到它的凹部中的涂层的粘合。
[0010]此外，专利文献02 10 2006 045 275 83描述了一种用于待涂敷到产品的基体上的表面的制备方法。为了实现涂层至基体的高粘附力，它的表面在涂层的施用之前通过材料去除而被机械加工。产生的凹部配置成使得限定凹部的侧壁制造成彼此成角度。凹部从它的底部朝向表面逐渐变细，借以凹部的相对侧壁的每个形成一底切(楔形榫为了实现这个双底切，公开了一种具有两个彼此相对定向的相对的切削表面的材料去除工具。
[0011]根据专利文献02 10 2006 004 769八1，为了改进金属表面上的热喷涂层的粘附力，首先应该使金属表面粗糙。为此，建议通过材料去除或切削形成的凹痕或凹部的布置。保持在凹部或凹痕之间的金属表面的部分形成相应的凸出部、凹槽、突出部或压纹，其在接下来的步骤中机械地成形或分切。目的是用金属表面的延伸到各自的凹部或凹痕中的部分来形成多个底切。这实现了制备的金属表面和热喷涂到其上的层之间的机械粘合。可选地，凸起部分可以通过热效应熔化，并且在固定之后，熔化的微滴形成底切。而且，公开了金属表面的凸起部分的材料去除加工，其包括仅有的不完整的金属脱离。结果，创造了通过机械加工的金属表面的部分弯曲或折叠的部分所形成的附加的底切。为了弯曲金属表面的凸起部分，尤其建议了轧制工艺，或倾斜施加冲压或喷射方法，例如用微细的圆形粉末，以及喷砂、金刚砂喷砂或珠光处理。在轧制工艺中，如果金属表面的粗糙度通过轧制而降低，可以认为是有利的。
[0012]专利文献02 10 2010 052 735八1公开了一种制动盘和用于它的制造的方法，在该方法中制动盘基体提供有热喷涂涂层。为了改进喷涂涂层的粘附力，这里再次教导了合适的表面制备。这包含制动盘的基体中的至少一个凹部凹槽的布置。如果通过材料去除工艺在制动盘基体中制造几个凹部凹槽，则所述凹槽以螺旋或同心圆的形式布置。至少一个限定凹部凹槽的壁配置成使得这至少部分地延伸到凹部凹槽中以便在凹部凹槽中形成至少一个底切。此外，凹部凹槽的制造后立即执行成形工艺，在该工艺中打破/形成限定凹部凹槽的部分以创造底切。为了制造凹部凹槽并且形成剩余的表面部分，建议在车床中夹紧制动盘基体。在它的标记期间，操纵切削工具和成形工具，开始进行制动盘基体的第一加工半径，在它的表面的上方径向地向外或向内。在切削工艺之后直接执行成形工艺以制造凹部凹槽。合适的工具是包含切削和成形板的双层板。因此通过切削板的凹部凹槽的制造之后，双层板的成形板随后立即用于必要的成形步骤。最后喷涂涂敷制动盘基体的预制表面。
[0013]专利文献02 10 2011 087 575八1描述了一种用于涂敷有摩擦层的复合组件的制造方法。复合组件可以是制动盘。然而复合组件具有形成为凸出部的销状凸起部分，在铸造待涂敷的表面的过程期间制造该凸出部。销状凸出部彼此等距离地分布在待涂敷的表面上。通过材料去除切削到基体中的凹槽未在专利文献02 10 2011 087 575八1中公开。然而专利文献0210 2011 087 575八1也公开了销状凸出部上的底切。为此，底切制造成近似旋转对称于销状凸出部的纵向中心轴线并且具有蘑菇头形状。底切是通过例如通过与用于铆接的已知的方法一样的压扁或轧制的塑性变形来制造的，以便蘑菇头在力的作用下。
[0014]专利文献02 10 2012 207 455八1涉及用于内膛的内表面的机械粗加工的工具并且涉及使用该工具的相应方法。尤其内燃发动机的汽缸内膛可以适当地制备以允许它们随后的热涂敷。为了制备表面，公开了材料去除和轧制的结合。首先使用异形切削板，用该异形切削板可以在基板的表面制造线性凹部。保持在凹部之间的异形肋板然后用轧辊轧制。通过轧辊施加在异形肋板上的压力引起异形肋板降低到它们初始高度的50%。用于此的圆柱形轧辊具有布置在它的外壳表面上的金刚石颗粒。圆柱形轧辊在它的整个延长部分上具有恒定的直径。轧制之后，异形肋板的边缘变形使得材料垂悬和发生底切状以及因此形状配合轮廓形式的微裂纹。金刚石颗粒在异形肋板的顶端创造了坑状的凹痕。根据应用，轧辊被操纵使得其或者仅在异形肋板上滚动或者由于与异形肋板的行进方向的非正交轴向位置而在异形肋板上滑动。在后面的情况下，除凹痕之外，产生附加的划痕，这可归因于在异形肋板上部分滑动的金刚石颗粒的材料去除效应。而且专利文献02 10 2012 207 455八1公开了一种轧辊可能的圆锥形设计，当它们逐渐地轴向越过加工点时，建立渐增的压力并且因此引起肋板的增加的变形。
[0015]专利文献02 20 2009 014 180 口 1涉及汽缸内膛，涂层用热的方法施用到汽缸内膛中，涂层在最后的加工之后具有所需的针对摩擦和磨损的摩擦学性能。制造异形肋板的材料去除工艺与用于形成异形肋板的轧制工艺结合在一起。成形工具具有压型。压型可以成形为三角形的尖形突出部，然而其中也可以提供凹进的弯曲部形式的异形。此外，建议允许两个异形成形工具一个接着另一个。第一成形工具具有凹口，接着的成形工具接合在凹口中以产生最后的异形。
[0016]专利文献02 10 2009 058 178八1公开了一种用于汽缸内膛的表面处理的方法，在该方法中首先凹部和突出部通过材料去除加工制造。通过形成突出部来制造底切，其中喷涂涂层施用到表面上。凹部型锻的原则是用于成形，其中充当型锻机的成形元件的挺杆是径向向外地抵接中空汽缸的内表面的突出部的部分逐渐地变细。
[0017]已知的方法允许在制动盘基体的至少一个表面区域上的底切的有利形成。然而具有至少一个倾斜侧壁以形成底切的凹部的制造仍然是复杂的。为此所需的切削工具必须具有它们的构成部分的相应轮廓或镶嵌架。已经成本高地生产的工具也受到高磨损。这也适用于双层工具的布置，在该双层工具中切削板紧跟着成形板。使表面区域的剩余部分变形所必要的接触压力也与基体的高减速速度关联在一起，基体通常是旋转地夹紧。表面区域的变化的任何捕捉——通常难以控制——可以导致不利的轮廓行进方向。
[0018]因此总的来说，具有通过热施用的足够牢固的涂层的制动盘的制造留有改进的余地。


【发明内容】

[0019]在这种背景下，本发明的目的是建议一种用于车辆的制动盘的制造的方法，该方法允许尽管在经济的大批量的生产的情况下仍能保持持久的涂层。此外，公开了用于车辆的制动盘——除经济生产之外——其尤其具有它的涂层的改进的粘附力。
[0020]关于本方法的部分任务是通过以下措施来实现。关于这个目的的部分任务是通过具有以下特征的制动盘来实现。下述技术方案也公开了本发明的更多特别有利的实施例。
[0021]应该指出的是，在下面的说明书中单独地列出的特征和措施可以以任何任意的、技术上合理的方式结合并且揭示本发明的更多实施例。说明书尤其连同附图，进一步地描述并详细说明了本发明的特征。
[0022]根据本发明，在下面提出了一种用于车辆的制动盘的制造方法，在该方法中涂敷制动盘的基体的表面区域。根据本发明，根据本发明的方法包含以下步骤:
[0023]-表面区域中的形成保持在凹部部分之间的肋板的凹部部分的制造，其中凹部部分以凹槽的形式制造在基体的表面区域中；
[0024]-肋板的变形使得至少在形成朝向凹部部分中的至少一个的底切的部分中可塑性地移动；
[0025]-至表面区域的涂层的施用。
[0026]根据本发明，为了形成底切并且为了形成在肋板的表面上的压纹，用至少部分配置为截顶圆锥体的轧辊体轧制该肋板，它的小周长与表面区域的内周长的比例对应于它的大周长与表面区域的外周长的比例，其中配置为截顶圆锥体的轧辊体的外壳表面引导成平行于基体的表面区域。
[0027]用于轧制的轧辊体因此至少部分配置为截顶圆锥体，优选地完全为截顶圆锥体。在这个实施例中，轧辊体的截顶圆锥体部分的相应的成圆锥形配置的外壳表面——尤其以线性接触的方式——与表面区域接触。
[0028]产生的优势首先存在于通过轧制的底切的形成。优选地引导轧辊体以便它沿着先前制造的凹部部分在保持在其间的肋板上滚动。为此，轧辊体的旋转轴线可以引导成垂直于肋板的行进方向。这样，可以避免外壳表面和待轧制的肋板之间的任何滑动。通过在至少一个肋板的表面上滚动轧辊体，轧辊体和肋板之间的接触阻力降低至轧辊体的滚动阻力。结果，恒定的接触压力可以通过轧辊体有利地传递至肋板而不用克服高摩擦力。因此，待施加的大部分接触压力用于肋板的塑性变形，藉此底切的受控制的变形是可能的。
[0029]待涂敷的表面区域尤其优选的是摩擦环端面。摩擦环是制动盘的基体的一部分，其提供用于与制动衬块相接触。在制动盘例如在车辆上的合适的安装位置上，这通常与至少两个制动衬块接触。在制动过程中，这些按压到限定摩擦环的相对的摩擦环端面上。这里通过至少在区域中围绕摩擦环的制动钳来施加压力。制动衬块这里布置在摩擦环和制动钳之间的制动盘的两侧上。
[0030]待涂敷的表面区域因此优选地至少是基体的一个平坦的、圆形端面，基体具有圆形环的形状。根据本发明的方法在该圆形环中制造单独的凹部部分。
[0031]在肋板的端面和轧辊体的外壳表面之间的有时部分有利避免的滑动是由于它的至少局部的圆锥形设计。因此成形为截顶圆锥体的轧辊体的部分的外壳表面可以引导成平行于表面区域。圆锥形轧制体的旋转轴线自动地相对于表面区域成角度。参考圆锥形配置，成形为截顶圆锥体的轧辊体的部分的两个端周长是适合于摩擦环的表面区域的内和外周长。这尤其适用于轧辊体的彼此相应的周长和表面区域的比例。根据本发明，轧辊体的小周长与表面区域的内周长的比例对应于轧辊体的大周长与表面区域的外部并且因此对应于表面区域的较长的周长的比例。结果，在轧辊体的旋转轴线相对于旋转对称的基体的旋转中心径向地定向的范围内，轧辊体就可以在表面区域上滚动而没有滑动。
[0032]由于底切仅在凹部部分的制造之后形成，所以无具体的要求施加到所需的切削工具上。优选地这是一种工具，用该工具通过材料去除工艺可以制造凹部部分。由于没有切削工具的部分的任何倾斜定位来制造底切，这可以在基体的材料中容易地制造。这里提供用于形成底切的切削工具具有以下优势:这些必须或者从边缘区域移动到材料中，或者必须制造具有相应的变宽部分的肩状部。因此，形成凹部部分的底部的切削工具的部分在移动穿过在基本上恒定高度的材料之前，首先必须引入到表面区域的预先定义的深度中。
[0033]尤其与轧辊体的外壳表面的合适设计或轧辊体的旋转轴线相对于肋板的端面的任何倾斜结合，可以实现肋板——例如限定来自凹部部分的肋板的肋板的边缘——的有限的变形。
[0034]显然执行根据本发明的方法，也可以想到组合工具。这可以是切削工具和轧辊体的构造上的组合。因此在凹部部分的制造之后，肋板的有利变形会立即在一个工作过程中发生。
[0035]在本发明构思的一有利改进中，建议通过布置在轧辊体的外壳表面上的至少一个凸出部压纹肋板的端面。在本发明的文本中，“压纹”意思是凸出部到基体一一尤其肋板——的材料中的压痕。通过压印至少一个凸出部，材料首先被压紧。优选地凸出部设计成使得它的压痕引起材料的移动。尤其优选地，材料在凸出部的压痕上向侧面地移动。
[0036]尤其当引导轧辊体的凸出部接近肋板的边缘和/或接近与肋板相对的凹部部分中的一个的边缘时，材料可以在凹部部分的方向上移动。换句话说，这样限定凹部部分的边缘的至少一个可以可塑性地变形，以便其至少部分地伸入到凹部部分中以形成底切。通过凸出部的压痕排出的材料因此主要朝向凹部部分起作用。这样的原因是另外对抗材料的横向位移的周围材料的滞留效应。在凸出部的压痕上移动的材料因此导致实质上指向凹部部分的拉伸。
[0037]在这种背景下，如果轧辊体具有多个凸出部，可以认为是特别有利的。这样限定凹部部分的各个部分区域可以通过轧辊体的单一轧制而变形成底切。此外利用多个凸出部，至少一个肋板的端面变形，使得除产生的材料排出物形成底切之外，制造了有穿孔的表面。根据轧辊体和凹部部分的配置，限定在另一侧上的凹部部分的基体的那些部分表面也由轧辊体覆盖。因此，优选地在轧辊体对基体的单一轧制过程中，可以同时压纹待机械加工的表面区域的较大的部分区域。产生的粗加工已经允许随后被施用的涂层和待涂敷的基体的表面区域之间的剪切强度的增加。
[0038]凸出部可以由布置在轧辊体的外壳表面上的细粒硬物质组成。优选地这些可以是例如嵌入在轧辊体的外壳表面上的镍基中的金刚石颗粒。
[0039]尤其优选地，多个凹部部分制造在基体中，以便多个剩下的肋板形成在这些之间。
[0040]在这种背景下，如果通过圆锥形轧制体同时轧制至少两个肋板，可以认为是有利的。尤其优选地，轧辊体适合于待轧制的基体的表面区域，以便完全地覆盖彼此紧挨地布置的所有凹部部分。这样，轧辊体的外壳表面的圆锥形部分与在凹部部分之间彼此紧挨地平放的肋板，可以同时线形接触。由于成形为截顶圆锥体，轧辊体的外壳表面在单独的肋板上滚动而没有滑动。
[0041]这样，轧辊体相对于凹部部分的布置的长度可以配置成使得轧辊体在单一轧制过程中在至少两个或更多或所有的肋板的上方滚动。有利地，轧辊体的长度因此适合于在摩擦环的径向方向上在凹部部分之间彼此紧挨地安置的肋板的数目。这样，在单一轧制过程中可以同时轧制肋板。尤其优选地，轧辊体具有盖过最里面和最外面的肋板的长度。产生的轧棍体的外壳表面的垂悬部分保证了外肋板的最外面的边缘与外壳表面接触，尤其与布置在其上的凸出部接触。结果，相应的底切也形成在肋板的最外面的边缘上。
[0042]这样，上述表面区域的内和外周长是例如通过在相应的凹部部分之间的各自的最里面和最外面的肋板来限定。尤其优选地，最里面和最外面的肋板的背向彼此远离的外边缘是由圆锥形外壳表面覆盖。
[0043]在这种背景下值得注意的是，用于压纹的凸出部布置在盖过上述肋板的外壳表面的区域中。这保证了甚至最外面的边缘至少部分地移动到各自的最里面和最外面的凹部部分中以形成底切。
[0044]因此轧辊体相对于它的截顶圆锥部分可以例如具有10.0毫米的小的内直径和相对于此的40.0毫米的大的外直径。此外，作为一示例，待机械加工的制动盘的基体的表面区域——根据摩擦环——可以具有400.0毫米的外直径和相应的100.0毫米的内直径。在表面区域和轧辊体之间的径向地引导至基体的线性接触上，在本示例中所述轧辊体将围绕它的旋转轴线完成10次旋转，以便覆盖表面区域的整个外围。理论上在这里的一个进一步的旋转将意味着单个凸出部将精确地位于先前制造的凹部中。这说明了无滑动的机械加工工艺。
[0045]在圆锥形轧辊体的定位中，必须保证它的旋转轴线相对于基体的表面区域的平面的必要倾斜度。优选地，它的旋转轴线径向地并且轴向地安装在合适的夹持装置中。与这相比较，基体可以通过合适的夹紧围绕它的旋转中心旋转。此外，轧辊体的旋转轴线可以具有超限系统，以便当轧辊体被按压时，它可以围绕它的旋转轴线相对于旋转的基体旋转。
[0046]由于几个肋板或优选的所有肋板的同时制造，实现了针对轧制基体的表面区域的明显的时间节省。
[0047]尤其关于几个肋板的同时轧制，轧辊体的圆锥形设计允许在肋板的端面和轧辊体的外壳表面之间的滑动的有时有利的避免。
[0048]在可选的实施例中，本发明的有利的改进在于轧辊体配置成使得外壳表面可以在滑动的情况下在至少两个肋板上滚动。可选的或与这结合的是，轧辊体和制动盘的基体可以相对于彼此布置，使得轧辊体的外壳表面可以在滑动的情况下在至少一个肋板上滚动。目的在这里是轧辊体关于剩余肋板的行进方向的实质上正交的引导，其中轧辊体的滚动和滑动的叠加导致所述滑动。
[0049]至少在区域中产生的滑动的优势在于——尤其在多个凸出部的情况下——它们的压纹至少部分地与平行于基体的表面区域的滑动运动相关联。换句话说，材料至少在一个方向上不但横向地移动，而且受到横向地按压。优选地，材料以毛刺的形式受到按压超过在凹部部分的方向上的相应的边缘，以便产生附加的底切，或进一步地加强通过压纹产生的那些。
[0050]截顶圆锥体的滚动体的滑动可以例如通过关于制动盘的旋转中心的径向定向的它的平行偏置来实现。另外的可能性是它的旋转轴线相对于制动盘的旋转中心的径向定向倾斜。
[0051]轧辊体原则上可以优选地用确定的力按压到制动盘的基体的表面区域上。这样，轧制工艺不是通过距离来控制而是通过力来控制。
[0052]作为本发明的一部分，如果在基体的表面区域中制造的凹部部分是以至少一个有粘着力的螺旋凹槽的形式，则可以认为是有利的。可选的或与这结合的是，如果在基体的表面区域中制造的凹部部分是以同心凹槽的形式，则也可以认为是有利的。
[0053]在这种背景下，待制造的制动盘的基体优选地首先是夹紧旋转。由于这基本上是旋转对称体，所以它的旋转轴线现在位于可旋转的夹具的旋转中心。当基体设置处于围绕它的旋转轴线的旋转运动时，制造凹部部分的切削工具可以推进到基体的表面区域。现在切削工具可以例如放置在表面区域的径向外部区域上或径向内部区域上。根据实施例，切削工具现在可以移动到材料中以便对第一凹部部分制造同心形状。然后切削工具可以升高并且在距离先前制造的凹部部分一距离处重新引入到材料中。这样，可以连续地制造多个等距离的凹部部分，其中剩余材料的肋板成形于这些凹部部分的每个之间。
[0054]可选的或与这结合的是，至少凹部部分中的一些还可以布置成有粘着力的螺旋形状，因为在引入到材料中之后，切削工具径向地连续不断地运动。该运动可以朝向基体的边缘或朝向它的旋转轴线，这取决于起点。
[0055]如果必要的话，切削工具引导和夹紧的基体的旋转可以彼此匹配，以便凹部部分例如规定为曲折形前进方向，或剩余肋板制造成在一些区域中较细并且在其它区域中较厚。
[0056]明显地，如果需要的话，也可以发生夹紧，使得基体的旋转轴线夹紧地偏置到夹具的旋转轴线。结果，可以制造凹部部分，其没有围绕基体的旋转轴线同心地延伸。
[0057]为了获得必要的涂层，如果这通过热喷涂施用到基体的表面区域，则可以认为是有利的。加速的颗粒可以固定在凹部部分中并且尤其在根据本发明制造的它们的底切下面以创造机械粘合。
[0058]现在建议的方法允许适合于大批量生产的制动盘的基体的它的至少部分涂层的制备的经济可能性。尤其通过配备有凹部部分的基体的有利的轧制的底切的形成，构成了用于非常持久的涂层的理想的基础。轧辊体的外壳表面上的凸出部的布置——由于移动的材料——创造了多个毛刺，其与待施用的涂层一起允许机械粘合。
[0059]总的来说，根据本发明的建议的方法创造用于热应用喷涂涂层的可靠功能的必要的条件。由于多个底切的简单布置，产生了允许涂层至基体的牢固连接的机械粗加工。由于在制动过程中发生载荷，尤其需要在上述表面区域的切线方向上的高强度，用本发明方法经济地实现该高强度。热应用涂层材料的横向收缩应力和至基体的它的粘附力的结合——以及由于底切的形状配合——在目前的情况下允许涂层和基体之间的持久牢固的连接。
[0060]此外，本发明在可以以这种方式制造的用于车辆——尤其用于机动车辆——的制动盘上定向，这将在下面详细地解释。
[0061]根据本发明的制动盘包含基体和布置在基体的表面区域上的涂层。表面区域包含至少两个凹部部分和至少一个保持在这些之间的具有至少一个底切的肋板。这样，涂层结合到基体的表面区域。提供了在肋板上方滚动并且至少在部分中配置为截顶圆锥体的轧辊体，它的小周长与表面区域的内周长的比例对应于它的大周长与表面区域的外周长的比例，其中配置为截顶圆锥体的轧辊体的外壳表面可以引导成与基体的表面区域平行并且包含凸出部，以及其中肋板具有面对涂层的端面，其中该端面具有至少一个压纹。
[0062]已经与上面解释的根据本发明的方法一起解释了产生的好处，因此这里参考先前的说明。这也适用于在下面解释的根据本发明的制动盘的更多有利实施例。
[0063]根据一有利的改进，建议了至少一个底切由肋板的塑性变形形成。换句话说，这里明显的是，底切不是通过材料去除工艺而是通过基体的单独部分到凹部部分的区域中的至少部分塑性位移来制造。
[0064]尤其优选地，至少一个肋板的端面可以具有有多个压纹的结构。有利地，至少压纹中的一些布置在肋板的至少一个边缘的区域中。该压纹变形成越过边缘朝向凹部部分中的一个定向的毛刺。这样，边缘的部分突出到凹部部分中，借以形成相应的底切。明显地，毛刺也可以布置在限定在肋板对面侧上的凹陷部分的边缘上。此外，如果多个凹部部分以及因此多个肋板布置在基体的表面区域上，则可以认为是有利的。
[0065]在这种背景下，各个凹部部分可以以至少一个有粘着力的螺旋凹槽的形式在基体的表面区域中制造。可选地或与这结合的是，各个凹部部分可以在基体的表面区域中制造为同心凹槽。

【专利附图】

【附图说明】
[0066]参考附图中表明的各种示例性实施例，在下面更详细地解释本发明的更多有利细节和效果。这些表明:
[0067]图1是在一个视图中的根据本发明的制动盘的图示描述，
[0068]图2是穿过出自图1的根据本发明的制动盘的局部剖视，
[0069]图3是放大的但是相同的描述的出自图2的制动盘的边缘区域的细部的片段，
[0070]图4是相同的描述的出自图3的在第一机械加工步骤之后的详细片段，
[0071]图5是在一个视图中的出自图4的第一机械加工步骤的结果，
[0072]图6是相同的描述的出自图4的第一机械加工步骤的结果在第二机械加工步骤期间，
[0073]图7是出自图4的详细片段在图6中的第二机械加工步骤期间和之后的根据图4的详细片段，
[0074]图8是相同的描述的图6中的第二机械加工步骤的可选实施方式，
[0075]图9是相同的描述的图6中的第二机械加工步骤的进一步可选实施方式，
[0076]图10是图6和7中的第二机械加工步骤在出自图7的详细片段中的结果，
[0077]图11是相同的描述的出自图10的在第三和最后机械加工步骤之后的详细片段，以及
[0078]图12是相同的描述的图7中的第二机械加工步骤的变体。
[0079]附图标记列表
[0080]1制动盘
[0081]2 1的基体
[0082]3 2的摩擦环
[0083]4 2中的开口
[0084]5 2的凸起部分
[0085]6 6中的通孔
[0086]7 3的第一摩擦面
[0087]8 3的第二摩擦面
[0088]9 5的接触面
[0089]10 2的表面区域
[0090]11 14的第一凹部部分
[0091]1214的第二凹部部分
[0092]1311和12之间的肋板
[0093]142中的凹槽
[0094]15轧辊体
[0095]1615的第一端部
[0096]1715的第二端部
[0097]1815的大直径
[0098]1915的小直径
[0099]2015的第一周长
[0100]2115的第二周长
[0101]2210的内周长
[0102]2310的外周长
[0103]243的边缘
[0104]2510的外直径
[0105]2610的内直径
[0106]27用于15的夹持装置
[0107]2827 的支腿
[0108]2927 的支腿
[0109]3027 的肋板
[0110]3127上的轴承
[0111]3213上的底切
[0112]3315的外壳表面
[0113]3433上的凸出部
[0114]3513 的端面
[0115]3635中的压纹
[0116]3733的垂悬部分(具有34)
[0117]3813上的毛刺
[0118]3913 的边缘
[0119]4010上的涂层
[0120]32的旋转轴线
[0121]6通过1的垂直平面
[0122]03的厚度
[0123]03上的圆圈
[0124]615的旋转轴线
[0125]？方向
[0126]8 的方向
[0127]！！15 上的力
[0128]133的长度(具有34)
[0129]』6和？之间的距离
[0130]6和？之间的角度

【具体实施方式】
[0131]在各个附图中，相同的组件总是具有相同的附图标记以便这些通常仅描述一次。
[0132]图1是根据本发明的制动盘1在它至少在区域中被涂敷之前的图示描述。这具有圆形基体2，该基体2延伸为围绕旋转轴线3对称地旋转的旋转体。基体2优选地是由铸铁(灰口铸铁)制成。基体2具有外围的外摩擦环3，其提供用于与制动钳的制动衬垫接触(未更详细地示出)。在基体2的中心是开口 4，其在图2中清楚地可见地布置在基体2的凸起部分5中。
[0133]在目前的情况下，五个通孔6穿过凸起部分5在围绕着开口 4的相等的距离处布置。所述通孔6用于容纳这里未示出的车轮螺栓，制动盘1可以通过车轮螺栓连接至车轮(未示出)和轮毂(也未示出)。平面1^-13在关于图1的描述中的制动盘1的垂直方向上分开制动盘1，其中图2表明穿过所述平面6-13的剖面的视图。
[0134]图2表明穿过出自图1的制动盘1的基体2的平面1^-13的断面。为了简化的目的，所示的剖面仅涉及延伸到它的旋转轴线3的基体的一半。在这个视图中，清楚的是，开口 4和通孔6两者延伸至凸起部分5的接触面9。清楚的是，凸起部分5相对于基体2的摩擦环3突出。摩擦环3本身包含两个彼此平行定向的摩擦面7、8，更具体地说是第一摩擦面7和第二摩擦面8。摩擦面7、8限定摩擦环3的厚度6以及在制动机动上接触到制动衬垫(未更详细地示出)。
[0135]摩擦环3具有以虚线表明的圆圈0，其内含物在图3中显示为摩擦环3的细部的放大片段。
[0136]图3表明出自图2的点线圆圈0的内含物为摩擦环3的细部的放大片段。在目前的情况下，显示了摩擦环3在它的起动状态时的部分——更具体地说是它的第一摩擦面7。摩擦面7首先是摩擦环3的平面。参考基体2的摩擦面7，将在下面更详细地说明基体2的更多机械加工。
[0137]图4再次表明出自图2的已经在图3中显示的圆圈0的内含物。从这里关于图3所示的摩擦环3的放大部分可以清楚的是，多个凹部部分11、12已经以未详细说明的方式制造在基体2的表面区域10中。所述凹部部分11、12已经布置成形成保持在它们之间的在表面区域10中的肋板13。典型地并且为了更清楚，在图4中仅两个直接相邻的凹部部分11、12用附图标记标志，具体地说是第一凹部部分11和第二凹部部分12以及保持在这两个凹部部分11、12之间的肋板13。
[0138]图4因此表明了在基体2的表面区域10中——在目前的情况下在摩擦环3中——的凹部部分11、12的制造之后产生的情况。为此，切削工具(未详细示出)用于在基体2中制造凹部部分11、12。
[0139]图5表明凹部部分11、12在基体2的表面区域10上的布置的顶视图。在目前的情况下，凹部部分11、12以同心凹槽14的形式围绕基体2的旋转轴线3布置在摩擦环3的表面区域10中。
[0140]图6表明进一步机械加工步骤的实施方式。这里轧辊体15形式的轧辊工具应用于摩擦环3的剩余的肋板13。轧辊体15是可以围绕它的旋转轴线6旋转的旋转对称体。此外，轧辊体15成形为圆锥形，其中它配置为在它的旋转轴线6的方向上在它的延长部分的上方的截顶圆锥体。可以看出，轧辊体15从第一端16至第二端17逐渐地变细，其中第一端16具有较大的直径18并且第二端17具有较小的直径19。轧辊体15的第二端17用朝向基体2的旋转轴线3的它的小的直径19定向。在这种布置中，轧辊体15与朝向径向地与旋转轴线3对准的方向？的它的旋转轴线6 —起延伸。
[0141]轧辊体15用于轧制基体2，更具体地说是摩擦环3。为此，基体2以未详细示出的方式临时地布置在夹具中。在所述夹具中，基体2围绕它的旋转轴线3旋转。轧辊体15按压到摩擦环3上以便这具有线性接触。只要轧辊体15主要与在凹部部分11、12之间的肋板13接触，就中断该线性接触。
[0142]如图所描述，轧辊体15优选地在径向方向？上彼此紧挨地布置的所有肋板13的上方延伸。由于先前制造的凹槽14——以及尤其肋板13——产生的覆盖范围，实现了实质上的时间节省。所以在基体2围绕它的旋转轴线3的一个完整的旋转(360° )期间，所有的肋板13与轧辊体15接触。尤其优选地，遵守关于轧辊体15与基体2——尤其待涂敷的摩擦环3——的直径的合适比例。必须保持彼此之间的特定比例，以便阻止摩擦环3的表面区域和轧辊体15之间的任何滑动。为此，起因于轧辊体的大直径18和小直径19的周长20,21相应地适应于待涂敷的摩擦环3的内周长22和外周长23。例如，轧辊体15的周长20,21是以本领域技术人员已知的方式从圆周率(X )乘各自的直径18、19的数学乘积导出的。
[0143]换句话说，位于轧辊体15的第一端16上的第一周长20与由轧辊体15覆盖的摩擦环3的表面区域10的外周长23的比例，对应于位于第二端17的轧辊体15的第二周长21与由轧辊体15覆盖的摩擦环3的表面区域10的内周长22的比例。这里，内周长22位于紧挨着凸起部分5的位置，同时外周长23位于更朝向摩擦环3的边缘24的位置。
[0144]如图中所示，例如轧辊体15可以具有10.0毫米的小直径19和40.0毫米相对的大直径18。此外，作为一示例，待机械加工的制动盘1的基体2的表面区域10可以相对于摩擦环3具有限定400.0毫米外周长23的外直径25和限定100.0毫米内周长23的内直径26。在表面区域10和轧辊体15之间的、径向地引导至基体2的线性接触上，在目前的示例中所述轧辊体执行围绕它的旋转轴线3的十次旋转以便覆盖表面区域10的整个外围。
[0145]图7表明已经从图4的点线圆圈0里面的摩擦环3的部分已知的、出自图6的机械步骤的结果的侧视图。可以看出，相关肋板13通过用轧辊体15轧制成形。轧辊体15显示处于在轧制之后从第一摩擦面7再次升起之后的状态。由于轧辊体15作为截顶圆锥体的配置，以及由于上述比例的保持，轧辊体15首先放置在肋板13上并且在其上垂直于肋板13的行进方向滚动而没有滑动。
[0146]轧辊体15为此保持在夹持装置27中。夹持装置27设计为V形，其中它具有两个有不同长度的支腿28、29并且连接这些的肋板30。在支腿28、29之间，轧辊体15通过它的旋转轴线6得到保持。支腿28、29的端部和轧辊体15的旋转轴线6之间的连接通过合适的轴承31产生。轴承31配置成既径向又轴向地将轧辊体15安装在夹持装置27中。此夕卜，所述轴承31具有一超限系统，以便轧辊体15——与围绕基体2的旋转轴线3旋转的基体2的摩擦环3接触——围绕它的旋转轴线6相对于旋转轴线6旋转。由于夹持装置27以及尤其它的轴承31，轧辊体15在径向方向？上相对于摩擦环3固定，以便在方向？方向上或者朝向基体2的旋转轴线a或者远离基体2的旋转轴线a的没有相对运动是可能的。换句话说，轧辊体15不能在与摩擦环3的它的线性接触的方向上移动。
[0147]由于形成为截顶圆锥体，轧辊体15的旋转轴线e相对于基体2的表面区域10的实质平面倾斜。在滚动期间，轧辊体15通过在垂直于第一摩擦面7延伸并且朝向基体2定向的方向g上的力H而受到压力。为此，所述力H施加到夹持装置27，其优选地通过各自的轴承31等份地将力H传递至轧辊体15的两个端部16、17。结果，各自的肋板13至少在凹部部分11、12或凹槽14的方向上部分地塑性移动以形成底切32。
[0148]可以看出，轧辊体15的外壳表面33具有多个凸出部34。在目前的情况下，凸出部34优选地是金刚石颗粒。优势这里在于因此形成高强度的凸出部34。通过在外壳表面33上的凸出部34的布置，各自的肋板13的各个端面35在轧制期间通过轧辊体15另外压纹。为此，它们的端面35具有坑状的压纹36，其尤其引起肋板13的材料的横向位移。结果，实质上加强底切32的形成并且同时增加肋板13的端面35的粗糙度。
[0149]平行于摩擦环3的表面区域10延伸的轧辊体15的外壳表面33的长度i适应于在摩擦环3的径向方向上延伸的待轧制的表面区域10的宽度。尤其优选地，配备有凸出部34的外壳表面33分别具有在内周长22上的最后的肋板13和在相应的外周长23上的最后的肋板13的上方延伸的悬垂部分37。这保证了所有的肋板13可以通过线性接触——这里未更详细地示出一在它们的端面35和轧辊体15的外壳表面33或它的凸出部34之间同时地轧制，并且也分别在最里面和最外面的凹槽14上形成有利的底切32。
[0150]图8和9的每个表明用于实现——如果需要的话——在圆锥形轧辊体15和基体2的表面区域10或肋板13之间的滑动。由于滑动，在轧制期间发生的轧辊体15以及尤其它的凸出部34的滚动，被可以对底切32的形成有积极作用的进一步的相对运动所覆盖。
[0151]在图8所示的视图中，清楚的是，为此圆锥形轧辊体15伴随以它的旋转轴线e在与径向地朝向基体2的旋转轴线a定向的方向f平行的距离j处延伸。换句话说，旋转轴线e和方向f这里彼此平行地轴向地移动。
[0152]相比之下，图9表明轧辊体15的旋转轴线e相对于方向f的倾斜。结果，旋转轴线e和方向f围住它们之间的角度k。
[0153]图10说明用图8和9中的滑动引导的轧辊体15对点线圆圈D里面的摩擦环3作用的侧视图。肋板13的材料一其在任何情况下通过凸出部34移动一也向侧面地受到按压，借以可以形成有利的毛刺38。所述毛刺38越过朝向凹部部分11、12或凹槽14的肋板13的边缘39定向，使得加强了底切32的形成。
[0154]图11表明出自图3、4和7以及10的关于现在完整的制动盘I的片段。同时已经用轧辊体15轧制相关的肋板13。此外，涂层40已经以未详细示出的方式施用到基体2的表面区域10—主要在它的摩擦环3的区域中。这优选地是通过热喷涂施用的涂层。
[0155]可以看出，涂层40具有至在摩擦环3的区域中的基体的表面区域10的粘合。这起因于凹部部分11、12或凹槽14的填充，并且尤其通过在底切32下面移动的有粘着力的涂层40。换句话说，底切32和毛刺38在区域中由涂层40围绕。这样，创造了在涂层40和基体2的表面区域10之间的机械连接，该连接是基于除其他之外的有利的形状配合。涂层40到压纹36中的附加渗透进一步地改进了与摩擦环3的第一摩擦面7平行的剪切强度。
[0156]图12表明轧辊体15的可选实施例。相对于图7的圆锥形配置，在目前的情况下，这是设计为具有平行的外壳表面33的圆筒。在目前的情况下，圆柱形轧辊体15是用平行于基体2的第一摩擦面7的它的旋转轴线e——更具体地说是它的摩擦环3——引导。这里再次，轧辊体15在轧制期间通过在朝向基体2定向的方向g中的力H而处于压力的作用下。结果，一些肋板13至少部分地朝向凹部部分11、12或凹槽14中的至少一个塑性移动，以形成底切32。
[0157]由于这里显示的圆柱形轧辊体15至少在两个肋板13的上方滚动，在垂直于肋板13的行进方向的轧辊体15的引导下，发生滑动。如果以这种方式配置的轧辊体15用在径向方向f上的它的旋转轴线e定向(与图6相似)，则这也尤其适用。原则上，该轧辊体15也可以配置成以便它的长度i——在它的外壳表面33的旋转轴线e的方向上延伸——关于待轧制的表面区域10的相应的宽度定向(与图7相似)。这里再次用轧辊体15同时地轧制所有相关的肋板13。
【权利要求】
1.一种用于车辆的制动盘(I)的制造方法，在该方法中涂敷制动盘(I)的基体(2)的表面区域(10)，方法具有以下步骤: -制造形成保留在凹部部分(11、12)之间的肋板(13)的表面区域(10)中的凹部部分(11、12)，其中凹部部分(11、12)以凹槽(14)的形式在基体(2)的表面区域(10)中制造； -肋板(13)的变形使得至少在形成朝向凹部部分(11、12)中的至少一个的底切(32)的部分中可塑性地移动； -对表面区域(10)形成涂层(40)， 其特征在于: 为了形成底切(32)并且为了形成在肋板(13)的端面(35)上的压纹(36)，用至少在部分中配置为截顶圆锥体的轧辊体(15)轧制该肋板(13)，它的小周长(20)与表面区域(10)的内周长(22)的比例对应于它的大周长(21)与表面区域(10)的外周长(23)的比例，其中配置为截顶圆锥体的轧辊体(15)的外壳表面引导成平行于基体(2)的表面区域(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，肋板(13)的端面(35)通过布置在轧辊体(15)的外壳表面(33)上的至少一个凸出部(34)压纹。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少两个肋板(13)通过轧辊体(15)同时地轧制，其中轧辊体(15)的外壳表面(33)在肋板(13)上滚动而没有滑动。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少两个肋板(13)通过轧辊体(15)同时地轧制，其中轧辊体(15)配置和/或轧辊体(15)和基体(2)相对于彼此布置使得轧辊体(15)的外壳表面(33)在肋板(13)的至少一个上滚动而没有滑动。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在基体(2)的表面区域(10)中制造或者以至少一个有粘着力的螺旋凹槽(14)的形式或以同心凹槽(14)的形式的凹部部分(11、12)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，涂层(40)通过热喷涂施用到基体(2)的表面区域(10)中。
7.一种用上述权利要求中任一项所述的方法制造的用于车辆的制动盘，包含基体(2)和布置在基体(2)的表面区域(10)上的涂层(40)，其中表面区域(10)包含至少两个凹部部分(11、12)和至少一个保持在这些之间的具有至少一个底切(32)的肋板(13)，以便涂层(40)粘合到基体(2)的表面区域(10)，其特征在于，轧辊体(15)在肋板(13)的上方滚动并且至少在部分中配置为截顶圆锥体，它的小周长(20)与表面区域(10)的内周长(22)的比例对应于它的大周长(21)与表面区域(10)的外周长(23)的比例，其中配置为截顶圆锥体的轧辊体(15)的外壳表面可以平行于基体(2)的表面区域(10)引导并且包含凸出部(34)，并且其中肋板(13)具有面对涂层(40)的端面(35)，其中端面(35)具有至少一个压纹(36)。
8.根据权利要求7所述的制动盘，其特征在于，底切(32)由肋板(13)的塑性变形形成。
9.根据权利要求7或8所述的制动盘，其特征在于，肋板(13)的端面(35)具有有多个压纹(36)的结构，其中在肋板(13)的至少一个边缘(39)的区域中的一些压纹(36)变形为越过朝向凹部部分(11、12)中的一个的边缘(39)定向的毛刺(38)。
10.根据权利要求7至9任一项所述的制动盘，其特征在于，在基体(2)的表面区域(10)中或者以至少一个有粘着力的螺旋凹槽(14)的形式和/或作为同心凹槽(14)制造凹部部分(11、12) ο
11.根据权利要求7至10任一项所述的制动盘，其特征在于，基体由来自灰口铸铁、铸钢、不锈钢和铝合金的组群的一种材料组成。
【文档编号】F16D65/12GK104455109SQ201410488151
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】格哈德·弗洛雷斯, 约瑟夫·凯普, 瓦莱里·哈特曼, 克莱门斯·玛丽亚·瓦普特 申请人:福特全球技术公司