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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs
1 und auf ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe.
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Bisher
ist eine Aluminiumlegierung für
ein Teil verwendet worden, dass eine Vorrichtung bildet, für den Zweck,
die Vorrichtung zu erleichtern. Ein Beispiel eines solchen Teils,
bei dem eine Erleichterung gefordert ist, ist eine Bremsscheibe
oder eine Bremsscheibenvorrichtung, die in Fahrzeugen, wie beispielsweise
Kraftfahrzeugen und Motorrädern,
montiert ist. Dort ist nämlich
eine hohe Forderung nach Bremsscheiben vorhanden, die ein Gewicht
so leicht wie möglich
haben, um so sowohl die Laufeigenschaft als auch den Kraftstoffverbrauch
zu verbessern. Eine Idee beim Erreichen der Erleichterung der Bremsscheibe
ist diejenige, eine Aluminiumlegierung zum Bilden eines plattenähnlichen
Teils (nachfolgend wird das plattenähnliche Teil als "Bremsscheibenkörper" bezeichnet) zu verwenden,
das an einer Nabe befestigt werden soll.
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Wenn
der Bremsscheibenkörper
aus einer Aluminiumlegierung gebildet ist, wird, für den Zweck
eines Verbesserns der Abnutzungsbeständigkeit davon, eine Donut-ähnliche
Scheibe, hergestellt aus einem Eisen enthaltenden Metall, an einer
Oberfläche
des Bremsscheibenkörpers
angebondet, um eine Reibungsfläche
zu bilden. Eine solche Bremsscheibe ist, zum Beispiel in der JP-A-H5-26268
offenbart.
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Die
Bremsscheibe, die in der vorstehenden Veröffentlichung offenbart ist,
umfasst einen Bremsscheibenkörper,
der aus einer Aluminiumlegierung gebildet ist und einen vorderen
Flächenbereich
besitzt, mit dem ein Bremsklotz gleitend in Kontakt steht. Eine
Donut-ähnliche
Scheibe, hergestellt aus Gusseisen, ist an dem vorstehenden Bereich
durch Reibungsschweißung
oder einen Alfin-Prozess befestigt.
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Gewöhnliche
Maschinenteile, die eine Gleitfläche
besitzen, wie beispielsweise Verbindungsstäbe, Ventilstößel und
Verriegelungsarme von Maschinen und Verschiebeab schnitte, wie beispielsweise
Verdrängungskompensatoren,
werden auch gelegentlich aus einer Aluminiumlegierung für den Zweck
eines Erleichterns der Maschinen gebildet.
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Da
eine Aluminiumlegierung einen größeren, thermischen
Expansionskoeffizienten als derjenige von Eisen enthaltendem Metall,
wie beispielsweise Gusseisen, besitzt, ist die Verwendung eines
Aufbaus, bei dem eine Gusseisenscheibe an einem Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper angebondet
ist, dazu geeignet, eine Biegung oder eine Auslenkung der Bremsscheibe
aufgrund von thermischen Spannungen, erzeugt durch eine Temperaturerhöhung während des
Bremsvorgangs, zu verursachen und eine Trennung der Eisenscheibe von
dem Bremsscheibenkörper
zu verursachen.
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Der
vorstehende Aufbau besitzt auch ein Problem, da eine spezifische
Verbindungsvorrichtung benötigt
wird, und, demzufolge, erhöhte
Herstellungskosten zum Verbinden der Gusseisenscheibe an dem Bremsscheibenkörper durch
Reibungsschweißen
oder einem Alfin-Prozess benötigt
werden.
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Weiterhin
ist es, wenn eine Aluminiumlegierung für Teile von gewöhnlichen
Maschinen verwendet wird, notwendig, die Abnutzungsbeständigkeit
einer Gleitoberfläche
davon zu verbessern. Insbesondere dann, wenn eine Aluminiumlegierung
für Teile
verwendet wird, die unter Bedingungen hoher Temperatur verwendet werden
sollen, wie zum Beispiel Maschinenteile, ist es notwendig, weiterhin
die Abnutzungsbeständigkeit
der Gleitfläche
zu verbessern, da eine hohe, thermische Last auf diese Teile aufgebracht
wird.
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Aus
der
GB 2 154 614 A ist
eine Bremsscheibe, wie sie vorstehend angegeben ist, bekannt. Insbesondere
offenbart die
GB 2 154
614 A verdichtete Beschichtungen durch Aufbringen eines
direkten Fluiddrucks, wobei das Verfahren bei der Herstellung von
Bremselementen angewandt wird, die eine verbesserte Funktion und
Reibungsbremssysteme haben.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsscheibe zu
verbessern, wie sie vorstehend angegeben ist, so dass sie einer
hohen, thermischen Belastung unterworfen werden kann, und die eine
Reibfläche
besitzt, die eine stark verbesserte Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Bremsscheibe
unter niedrigen Kosten zu schaffen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Bremsscheibe gelöst, die
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und
eine Reibfläche
hat, mit der ein anderer Teil gleitend in Kontakt gebracht werden
kann, wobei wenig stens die Reibfläche mit wenigstens einer ersten
Galvanisierungsschicht aus einem Metall mit einer hohen Verschleißfestigkeit
versehen ist, wobei die Galvanisierungsschicht Risse mit einem feinen
Netz aufweist, die über
die gesamte Fläche
derselben ausgebildet sind, wobei die Risse in Form eines feinen
Netzes so aufgebaut sind, dass ein eingeschriebener Kreis jedes
der Netze von Rissen einen Durchmesser von nicht mehr als 1,5 mm
hat.
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Die
Aufgabe wird weiterhin gemäß der vorliegenden
Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe
gelöst,
die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist
und eine Reibfläche hat,
mit der ein anderer Teil gleitend in Kontakt gebracht werden kann,
wobei ein Block durch Spritzformen ausgebildet wird, der Block geschmiedet
wird, um die Bremsschreibe zu erzeugen, und ein Galvanisieren durchgeführt wird,
um wenigstens die Reibfläche
mit wenigstens einer Galvanisierungsschicht aus einem Metall mit einer
hohen Verschleißbeständigkeit
zu versehen, wobei Risse in der Galvanisierungsschicht mit einem
feinen Netz und über
die gesamte Fläche
der Galvanisierungsschicht ausgebildet sind, und die Risse in Form
des feinen Netzes so aufgebaut sind, dass ein eingeschriebener Kreis
jedes der Netze der Risse einen Durchmesser von nicht mehr als 1,5
mm hat.
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In
Fällen,
in denen die Bremsscheibe Umgebungen ausgesetzt werden wird, die
für die
Bremsscheibe nachteilig sind, ist es vorteilhaft, wenn eine zweite
Galvanisierungsschicht aus einem Metall, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit
besitzt, zwischen der Galvanisierungsschicht vorgesehen wird, die
die Risse eines Netzes und das Aluminiumlegierungsbasismetall besitzt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Zwischen-Galvanisierungsschicht
aus einem Material oder einem Metall, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit
besitzt, zwischen der Galvanisierungsschicht, die die Risse eines
Netzes besitzt, und der Aluminiumlegierung oder dem Materialbasismetall
vorgesehen.
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Gemäß der vorstehenden
Erfindung kann, zum Beispiel, die Zwischen-Galvanisierungsschicht, gebildet aus
einem Metall, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit besitzt, verhindern,
dass Wasser in die Risse, aufgrund eines Kontakts mit der Aluminiumlegierung,
eindringt. Deshalb wird, gerade wenn Wasser, Nebel oder Regentropfen
auf der Bremsscheibe niedergeschlagen werden, keine Korrosion der
Bremsscheibe verursacht; d.h. eine Trennung der Galvanisierungsschicht
durch Korrosion wird verhindert.
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Dasselbe
gilt dann, wenn die Bremsscheibe einer aggressiven Umgebung ausgesetzt
wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Galvanisierungsschicht aus Eisen
oder einer Eisen enthaltenden Legierung von Oberflächen hergestellt,
bei denen Stickstoff oder eine Kombination aus Stickstoff und Schwefel
eingelassen ist.
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Gemäß der vorstehenden
Erfindung wird, da die Galvanisierungsschicht einer Stickstoffbehandlung unterworten
worden ist und eine erhöhte
Härte besitzt,
die Abnutzungsbeständigkeit
davon verbessert.
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Gemäß der vorstehenden
Erfindung wird die Abnutzungsbeständigkeit der Gleitfläche der
Bremsscheibe, hergestellt aus einer Aluminiumlegierung, verbessert.
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Eine
große
Vielzahl von Materialien für
diese Bremsscheibe ist möglich
und dasselbe gilt für
die Galvanisierungsschicht.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, ist es vorteilhaft, eine Aluminiumlegierung für diese
Bremsscheibe und ein Metall, das eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, für
diese Galvanisierungsschicht zu verwenden, obwohl die vorliegende
Erfindung nicht hierauf beschränkt
ist.
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Es
ist zum Beispiel vorteilhaft eine Bremsscheibe der vorliegenden
Erfindung für
eine Bremsscheibenvorrichtung zu verwenden, bei der ein Körper der
Bremsscheibe aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, dass
die Reibfläche
des Bremsscheibenkörpers
mit der Galvanisierungsschicht eines Metalls versehen ist, das eine
hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, und dass die Metallschicht Risse in der Form eines feinen
Netzes über
den gesamten Bereich davon hinweg besitzt.
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In
dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, wenn jeder der Bremsklötze aus
einem Material gebildet ist, das eine Härte niedriger als diejenige
der Galvanisierungsschicht besitzt, und austauschbar hergestellt
ist, oder wobei jeder der Bremsklötze aus einem synthetischen
Harzmaterial gebildet ist.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass jeder der Bremsklötze
aus einem CU-enthaltenden gesintertem Material gebildet ist.
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Gemäß der vorstehenden
Erfindung kann eine Metallschicht, hergestellt aus einem Metall,
das eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, durch Galvanisieren auf einem Aluminiumlegierungsteil gebildet
werden und Risse werden in der Metallschicht während des Galvanisierungsschritts
gebildet. Die Risse ändern deren
Formen zu einer Form eines feinen Netzes durch Wärme, die während der Verwendung des Aluminiumlegierungsteils
erzeugt ist.
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Allgemein
können
gebrauchte Galvanisierungsvorrichtungen für das vorstehende Verfahren
verwendet werden. Deshalb ist es nicht notwendig, eine spezifische
Bond-Vorrichtung
zu verwenden, um eine Metallschicht zu bilden, die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
an dem Aluminiumlegierungsteil besitzt. Weder eine spezifische Vorrichtung
noch eine spezifische Behandlung zum Bilden von Rissen in der Metallschicht
ist notwendig.
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Gemäß der vorstehenden
Erfindung kann eine Schicht, die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, durch Schweißen
auf einem Aluminiumlegierungs- oder Materialteil gebildet werden.
Weiterhin können Risse
in der Form eines feinen Netzes in der Schicht während des Enwärmungsschritts,
der Galvanisierung folgend, gebildet werden.
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Während des
Erwärmungsschritts,
der Galvanisierung folgend, werden das Metall, das die Metallschicht
bildet, und die Aluminiumlegierung, die das Aluminiumlegierungsteil
bildet, ineinander so diffundiert, um eine Diffusionsschicht dazwischen
zu bilden.
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Weiterhin
können
Risse in der Form eines feinen Netzes in der Schicht durch die Wärme, verwendet beim
Durchführen
der Nitrosulfurierung, gebildet werden.
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Unter
Durchführung
der Nitrosulfurierungs-Behandlung kann die Härte der Metallschicht erhöht werden.
Durch die Wärme
bei der Nitrodesulfurierungs-Behandlung werden das Metall, das die
Metallschicht bildet, und die Aluminiumlegierung, die den Aluminiumlegierungsteil
bildet, ineinander diffundiert, um eine Diffusionsschicht dazwischen
zu bilden.
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Weiterhin
ist ein Verfahren zum Herstellen der Bremsscheibe ein Verfahren,
bei dem, bevor die Aluminiumlegierungs- oder Materialschicht mit
der Metall- oder Materialschicht durch Galvanisieren versehen wird, eine
Metall- oder Materialschicht, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit
besitzt, durch Galvanisieren auf der Gleitfläche gebildet wird.
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Gemäß der vorstehenden
Erfindung kann, zum Beispiel, eine Zwischenmetallschicht, um zu
verhindern, dass Wasser, eingebracht in die Risse, mit der Aluminiumlegierung
in Kontakt tritt, durch Schweißen
gebildet werden. Demzufolge können
zwei Arten von Metallschichten mit einer Schweißvorrichtung gebildet werden.
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Andere
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren, abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail unter Bezugnahme
auf verschiedene Ausführungsformen
davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben,
wobei:
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1 zeigt
eine Schnittansicht, die eine Bremsscheibenvorrichtung darstellt;
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2 zeigt
eine Schnittansicht eines Bremssattels;
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3 zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teils einer Bremsscheibe;
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4 stellt
schematisch die Risse in einer Galvanisierungsschicht dar;
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5 zeigt
ein Verfahrensdiagramm für
die Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen einer Bremsscheibe;
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6 zeigt
ein Verfahrensdiagramm zum Beschreiben einer Vorbehandlung für einen
Galvanisierungsvorgang;
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7 zeigt
ein Verfahrensdiagramm für
die Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen einer Bremsscheibe
durch Erwärmen,
um Risse zu bilden;
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8 zeigt
auch eine vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teils einer Bremsscheibe;
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9 zeigt
ein Verfahrensdiagramm für
die Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen einer Bremsscheibe
durch Nitrosulfurierung, um Risse zu bilden;
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10 zeigt
ein Verfahrensdiagramm für
die Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen einer Bremsscheibe
durch Brünieren,
um Risse zu bilden;
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11 zeigt
eine Schnittansicht, die eine andere Ausführungsform darstellt, in der
eine Metallschicht zwischen einer Galvanisierungsschicht und einem
Bremsscheibenkörper
gebildet ist;
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12 zeigt
ein Verfahrensdiagramm für
die Beschreibung eines Galvanisierungsvorgangs;
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13 zeigt
eine Schnittansicht, die einen ein variables Ventil betätigenden
Mechanismus, der kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, darstellt;
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14 zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teils eines Ventilstößels, der nicht Teil der vorliegenden
Erfindung ist;
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15 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Ventilstößels;
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16 zeigt
eine Schnittansicht, die zeigt, dass die Oberfläche des Ventilstößels galvanisiert
ist;
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17 zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht,
die den wesentlichen Teil einer Schnellgalvanisierungsvorrichtung
zum Galvanisieren des Ventilstößels darstellt;
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18 zeigt
eine Schnittansicht, die die Schnellgalvanisierungsvorrichtung zum
Galvanisieren des Ventilstößels darstellt;
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19 zeigt
eine Schnittansicht eines ein variables Ventil betätigenden
Mechanismus, der einen Kipphebel besitzt, der kein Teil der vorliegenden
Erfindung ist;
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20 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Kipphebels;
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21 zeigt
eine Schnittansicht, die darstellt, dass die Oberfläche des
Kipphebels galvanisiert ist;
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22 zeigt
eine Schnittansicht, die zeigt, dass die Oberfläche eines Kolbens, der kein
Teil der vorliegenden Erfindung ist, galvanisiert ist; und
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23 zeigt
eine Schnittansicht, die zeigt, dass die Oberfläche einer Verbindungsstange,
die kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, galvanisiert ist.
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In
dem Nachfolgenden wird eine Beschreibung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung für eine
Bremsscheibe, versehen mit einer Galvanisierungsschicht aus einem
Metall, das eine höhere
Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, vorgenommen. Allerdings sind alle geeigneten Materialien
für diese
Bremsscheibe ebenso wie für
die Schicht anwendbar.
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Erste Ausführungsform
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Eine
Ausführungsform
einer Bremsscheibe und ein Verfahren zum Herstellen derselben gemäß der vorliegenden
Erfindung werden im Detail nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Hierbei
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie sie bei der Bremsscheibe einer Vorderrad-Bremsscheibenvorrichtung
für ein
Motorrad angewandt wird, beschrieben.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht, die eine Bremsscheibenvorrichtung darstellt. 2 zeigt
eine Querschnittsansicht, die den Bremssattel darstellt. 3 zeigt
eine Querschnittsansicht, die den vergrößerten, wesentlichen Teil der
Bremsscheibe darstellt. 4 zeigt eine Ansicht, die das
Modell des Risses auf der Galvanisierungsschicht darstellt. 5 zeigt
ein Flussdiagramm, um das Verfahren zum Herstellen der Bremsscheibe
zu beschreiben. 6 zeigt ein Flussdiagramm, um
die Vorbereitung der Galvanisierung zu beschreiben.
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In
diesen Figuren ist, mit dem Bezugszeichen 1, eine Bremsscheibenvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
bezeichnet. Die Bremsscheibenvorrichtung dient für das Vorderrad eines Motorrads
und weist eine Bremsscheibe 3 auf, die an einer Vorderradnabe 2 befestigt
ist, und einen Bremssattel 5, der an der Vordergabel 4 befestigt
ist. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 6 eine
Achse des Vorderrads, das Bezugszeichen 7 bezeichnet Speichen
und das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine Felge.
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Eine
Bremsscheibe 3, wie sie vorstehend erwähnt ist, ist aus einem Bremsscheibenkörper 11,
gebildet in einer Scheibenform aus einer Aluminiumlegierung, und
einer Galvanisierungsschicht 13 (siehe 3),
gebildet auf beiden Reibungsflächen,
gebildet, wobei Bremsreibklötze 12 (siehe 2)
oberhalb des Bremssattels 5 in dem Bremsscheibenkörper 11 so
gedrückt
werden, um gleitend in Kontakt zu treten, und ein radial nach innen
weisender Bereich des Bremsscheibenkörpers 11 ist an der
vorstehenden Nabe 2 mit Befestigungsschrauben 14 befestigt
(siehe 1).
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Oberhalb
der Galvanisierungsschicht 13 sind abnutzungsbeständige Metalle,
wie beispielsweise Fe, eine Fe-Cr-Legierung, Cr und Ni, vorhanden
und durch Galvanisieren des Bremsscheibenkörpers 11 gebildet. In
der Galvanisierungsschicht 13 sind, wie in den 3 und 4 dargestellt
ist, vernetzte mikroskopische Risse 15 über den gesamten Bereich der
die Galvanisierung bildenden Bereiche, gebildet. Auf diese Art und Weise
wird, durch Bilden der Risse 15, eine Anzahl von mikroskopischen
Metallteilen 13a, getrennt voneinander durch die Risse 15,
auf beiden Reibeflächen
des Bremsscheibenkörpers 11 gebildet.
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Oberhalb
des Bremssattels 5 ist, wie in 2 dargestellt
ist, der herkömmlich
bekannte Aufbau angewandt, der den Bremsklotz 12 und den
hydraulischen Kolben 16 jeweils auf jeder Seite der vorstehend
angegebenen Bremsscheibe 3 anordnet. In einem Bremszustand
wird ein Paar der Bremsklötze 12 zu
beiden Seiten der Bremsscheibe 3 durch die hydraulischen
Kolben 16 gedrückt,
um die Bremsscheibe 3 mit zwei Bremsklötzen 12 einzuklemmen.
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Die
Bremsklötze 12 sind
aus einem Material gebildet, das eine geringere Härte als
das Metallmaterial, das die Galvanisierungsschicht 3 der
Bremsscheibe 1, die vorstehend angegeben ist, bildet, besitzt.
Für Materialien
des Bremsklotzes 12 können
synthetische Harzmaterialien oder Sintermaterialien, die Cu enthalten, als
Beispiele herangezogen werden. Auf diese Art und Weise verhindert
ein Einstellen der Härte
der Bremsklötze 12 relativ
niedrig, dass sich die vorstehende Galvanisierungsschicht durch
die Reibung während
des Bremsens abnutzt.
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Ein
Herstellungsverfahren der Bremsscheibe 3, gebildet so,
wie dies vorstehend angegeben ist, wird als Nächstes unter Bezugnahme auf
die 5 und 6 beschrieben. Die Bremsscheibe 3 ist
mittels der Bildung des Bremsscheibenkörpers 11 zu einer
vorbestimmten Form und elektrolytisches Galvanisieren an dem Bremsscheibenkörper 11 gebildet.
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Das
bedeutet, dass zuerst, wie mit Schritt S1 in 5 dargestellt
ist, eine geschmolzene Aluminiumlegierung in einem Nebelzustand
von einer Düse
(nicht dargestellt) auf ein Ziel eines vorbestimmten Radius gesprüht wird.
Der erzeugte Nebel der Aluminiumlegierung wird in der Mitte des
Prozesses abgekühlt,
um halb verfestigt zu werden, indem kühle Luft oder Luft unter normaler
Temperatur hindurchgeführt
wird. Durch die Spraybildung, die den Nebel der halb verfestigten
Aluminiumlegierung bis zu ungefähr
einer zylindrischen Form aufbaut, die einen vorbestimmten Radius
besitzt, wird ein Zylinder gebildet, wenn die Aluminiumlegierungsteilchen,
von denen jedes den vorbestimmten Radius von, zum Beispiel, 350
mm besitzt, verfestigt werden.
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In
dem Schritt S2 wird dieser Aluminiumlegierungsteilchenzylinder so
geschnitten, um eine Scheibe zu bilden, die eine Dicke von zum Beispiel
50 mm besitzt. Mittels einer Verschiebung im Schritt S3 wird die Scheibe,
die die Dicke von zum Beispiel 50 mm besitzt, auf ungefähr 30 mm
komprimiert und es wird ein Loch in der Mitte gebildet, um eine
Donut-förmige
Scheibe herzustellen, deren Dichte erhöht ist. Diese Donut-förmige Scheibe
ist ein Rohling.
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Dieser
Rohling wird als eine Donut-förmige
Scheibe angenommen, die eine Oberflächenhärte von HRE =
55 – 88
und die Dicke von 15 mm in dem Schmiedevorgang, dargestellt im Schritt
S4, besitzt. Die Donut-förmige
Scheibe wird in dem T6-Prozess des Schritts 5 behandelt, das bedeutet
eine Lösungsbehandlung,
unter Beibehaltung in der Lösungstemperatur
von 500°C
für 4 Stunden,
dann durch Wasserkühlen
und darauf folgend eine Alterungshärtungsbehandlung, aufrecht
erhalten bei 200 – 300°C für 4 Stunden,
dann Luftkühlen, um
eine Oberflächen-
und innere Härte
von HRE = 9 – 100 zu haben.
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Mittels
einer groben Verarbeitung des Schritts 6 werden eine innere und äußere Formbearbeitung, eine
Bearbeitung des Befestigungslochs und eine Bearbeitung der Scheibenfläche ausgeführt. Eine
Vorverarbeitung wird in Bezug auf die Reibungsfläche der Scheibenflächen mit
ungefähr
einem Grad von Ra von 25 μm
als die Oberflächenrauigkeit
vor dem Schleifen durchgeführt.
In dem Endbearbeitungsvorgang des Schritts S7 wird die Reibungsfläche geschliffen,
bis die Oberflächenrauigkeit
den Grad von Ra 1-3,5 μm
erreicht. Nach Abschluss der Endbearbeitung wird der Vorgang zu
dem Galvanisierungsvorgang überführt, wie
dies in 8 dargestellt ist.
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In
dem Galvanisierungsverfahren S8 wird, zuerst, ein Vorgalvanisierungsvorgang
in Bezug auf den Bremsscheibenkörper 11 durchgeführt, wie
dies in 6 dargestellt ist, und dann
wird das elektrolytische Galvanisieren durchgeführt.
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Der
Vorgalvanisierungsvorgang besitzt die gleichen Verfahrensinhalte
in Bezug auf die Präparation des
Galvanisierens, der allgemein durchgeführt wird, und wird durch einen
Entfettungsvorgang, wie dies mit Schritt P1 in 6 angegeben
ist, einen Säurereinigungsvorgang,
wie dies mit Schritt P2 angegeben ist, einen alkalischen Ätzvorgang,
wie dies mit Schritt P3 angegeben ist, einen Säureaktivierungsvorgang, wie
dies mit Schritt P4 angegeben ist, einen Zinksubstitutionsvorgang,
wie dies mit Schritt P5 angegeben ist, einen Salpetersäureeintauchvorgang,
wie dies mit Schritt P6 angegeben ist, einen Zinksubstitutionsvorgang,
wie dies mit Schritt P7 angegeben ist, und einen Wasserspülvorgang,
durchgeführt
zwischen jedem Vorgang und nachdem Zinksubstitutionsvorgang des
Schritts P7, durchgeführt.
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In
jedem Vorgang des Schritts P1-P7 wird, wie in Tabelle 5 dargestellt
ist, der Bremsscheibenkörper 11 für die vorbestimmte
Verarbeitungsperiode in Bädern
eingetaucht, die jeweils Behandlungsflüssigkeit (auf Wasser basierend)
bevorraten, die eine vorgegebene Zusammensetzung enthält, und
die vorgegebene Badtemperatur wird beibehalten, um den Vorgang durchzuführen. Unter
Durchführen
dieser Verarbeitung wird eine Adhäsion zwischen der Galvanisierungsschicht
in dem nächsten
Galvanisierungsvorgang und der Aluminiumlegierungsschicht als Grundmaterial
verbessert.
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Nach
Durchführen
des Vorgalvanisierungsvorgangs wird das elektrolytische Galvanisieren
in Bezug auf den Bremsscheibenkörper 11 im
Schritt P8 durchgeführt.
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Das
Galvanisieren wird mittels eines Eintauchens des Bremsscheibenkörpers 11 als
eine Kathode, mit einer Anode in einem stationären Bad der Galvanisierungslösung, und
Verbinden dieser mit der Energieversorgung direkt, durchgeführt. Das
Galvanisieren wird auch durchgeführt,
bis die Dicke der Galvanisierungsschicht 13, erzeugt auf
dem Bremsscheibenkörper 11,
von ungefähr
20 μm oder
mehr wird.
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In
dem Galvanisvorgang des Schritts P8 werden, wenn der Vorgang, wie
beispielsweise Fe-Galvanisieren oder Fe-Cr-Legierungsgalvanisieren,
durchgeführt
wird, die Galvanisierungsbedingungen so zusammengestellt, wie es
in Tabelle 6 dargestellt ist. Mit anderen Worten kann, mittels des
stationären
Bads, das mit der Galvanisierungslösung gefüllt ist, die die angegebene
Galvanisierungslösungs-Zusammensetzungen
und -Temperatur hält,
und dem Galvanisieren mit der Stromdichte und der Galvanisierungsperiode,
wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, die Galvanisierungsschicht,
die die Dicke einer Beschichtung und einer Härte besitzt, wie dies allgemein
in Tabelle 6 dargestellt ist, erhalten werden. Um die Dicke der
Beschichtung von 20 μm
oder mehr zu erhalten, kann die Stromdichte größer gemacht werden und/oder
die Galvanisierungsperiode kann länger als ein Wert gemacht werden,
der in der Tabelle angezeigt ist.
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Der
Bremsscheibenkörper 11 ist
mit einer Maske (nicht dargestellt) an dem anderen Teil von der
Reibungsfläche
vor einem Eintauchen in die Galvanisierungslösung versehen, so dass die
Galvanisierungsschicht 13 nur auf der Reibungsfläche des
Bremsscheibenkörpers 11 gebildet
ist. Oder die Galvanisierungsschicht 13 kann über die
gesamte äußere Oberfläche der
Bremsscheibe 3 ohne Verwendung einer solchen Maske gebildet
werden.
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Durch
Bilden der Galvanisierungsschicht 13 bilden sich, wenn
die Dicke dicker als mindestens 10 μm ist, Risse 15, wie
dies in 3 und 4 dargestellt
ist, auf der Galvanisierungsschicht 13 ohne Durchführen irgendeiner
speziellen Behandlung. Wenn die Dicke der Galvanisierungsschicht
ungefähr
10 μm beträgt, wird ein
Durchmesser d eines Kreises, der ein Metallstück der Galvanisierungsschicht
innerhalb von Rissen 15, dargestellt in 4,
umgibt, ungefähr
1,5 mm, gerade dann, wenn es der größere ist. Dies kommt daher,
dass eine innere Spannung erzeugt wird, damit die Galvanisierungsschicht
schrumpft, und da die netzartigen Risse durch die Vergrößerung der
Dicke auf der Galvanisierungsfläche
entsprechend der inneren Spannung erzeugt werden.
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Der
Bremsscheibenkörper 11 wird,
nach Abschluss des Galvanisierungsvorgangs, an der Nabe 2 ohne
Durchführen
irgendwelcher spezieller Nachverarbeitungen durchgeführt. Dann
wird das Motorrad gefahren, um die Vorderradbremse zu benutzen.
Wenn die Temperatur der Galvanisierungsschicht 13 durch
die Reibungswärme,
erzeugt aufgrund von Reibung zwischen dem Bremsklotz 12 und
der äußeren Fläche der
Galvanisierungsschicht 13, erhöht wird, ist ein thermischer
Expansionskoeffizient der Aluminiumlegierung, aus der der Bremsscheibenkörper 11 gebildet
ist, größer als
die Galvanisierungsschicht, so dass sich der Bremsscheibenkörper 11 ausdehnt.
Die Galvanisierungsschicht erweitert allerdings die Breite der Risse
und verhindert nicht die Dehnung des Bremsscheibenkörpers 11,
so dass die Reibungsfläche
nicht verschlechtert werden wird. Das bedeutet, dass Verschlechterungen
nicht hervorgerufen werden, wie beispielsweise Biegung oder Auslenkung,
was eine große
Reibungskraft hervorruft, um teilweise durch den Bremsklotz 12 während des Bremsvorgangs
beeinflusst zu werden, und die Galvanisierungsschicht, vorgesehen
zum Verbessern der Abnutzungsbeständigkeit, wird nicht von dem
Bremsscheibenkörper 11 abplatzen.
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Deshalb
kann die Bremsscheibe 3, gebildet so, wie dies vorstehend
angegeben ist, aus dem Bremsscheibenkörper 11 aus einer
Aluminiumlegierung gebildet werden und kann zu Gewichtseinsparungen
führen, ebenso
wie zu einer Verbesserung der Abnutzungsbeständigkeit von Metallen, die
auf der Reibungsfläche durch
Galvanisieren gebildet sind, so dass eine Verbesserung sowohl in
der Gewichtseinsparung als auch in der Abnutzungsbeständigkeit
erreicht werden kann.
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Das
Metall zum Verbessern der Abnutzungsbeständigkeit ist mittels des Galvanisierens,
das eine niedrigere Temperaturänderung
besitzt, gebildet. Für
die Galvanisierungsvorrichtung zum Durchführen dieses Herstellverfahrens
kann ein Typ eines stationären
Bads für
allgemeine Zwecke oder ein Zirkulieren der Galvanisierungslösung vom
Typ einer schnellen Galvanisierung verwendet werden, so dass die
Störung
der Reibungsfläche
geringer gemacht werden kann, als eine Bond-Maschine, die das Heißschmelzen
einsetzt, um die hochabnutzungsbeständigen Metalle an dem Bremsscheibenkörper 11 zu
erreichen, und eine Beseitigung der Verschlechterung oder ein Nachschleifen
wird nicht benötigt.
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Wenn
der Durchmesser d des Kreises, der ein Metallstück der Galvanisierungsschicht
innerhalb von Rissen 15 umgibt, ungefähr 1,5 mm ist, gerade dann,
wenn es der größere war,
wird das Metallstück
der Galvanisierungsschicht innerhalb der Risse 15 erhalten,
so dass dies die Dehnung des Bremsscheibenkörpers 11, der sich
mit dem Metall verbindet, verhindert, dass die Größe des Metallstücks der
Galvanisierungsschicht klein ist und eine Wölbung und Biegung, die in dem
Teil des Metallstücks
der Galvanisierungsschicht aufgetreten sind, auch klein sind. Zusätzlich wird
eine große
Teilreibungskraft auf dem Bremsklotz 12 bewirkt, so dass eine
große
Scherspannung nicht dahin angenommen wird, dass sie die Verbindungsfläche zwischen
der Galvanisierungsschicht und dem Bremsscheibenkörper 11 beeinflusst,
und auch nicht davon ausgegangen wird, dass das Metallstück der Galvanisierungsschicht
innerhalb der Risse 15 abplatzt. Im Verhältnis wird,
wenn die Galvanisierungsschicht groß wird, die innere Spannung
so, dass sie gleichmäßig verbleibt,
obwohl Risse 15 auf der Galvanisierungsschicht 13 während der
Galvanisierung erzeugt sind, und das Metallstück der Galvanisierungsschicht 13 innerhalb
der Risse 15 wird durch die Reibungswärme, erzeugt durch den Bremsvorgang, gedehnt,
so dass sich feinerer Risse 15 auf dem Metallstück 13a der
Galvanisierungsschicht 13 bilden.
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Wenn
die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 mehr als 20 μm beträgt, hat
dies das Auftreten der feineren Risse 15 auf dem Metallstück der Galvanisierungsschicht
definitiv zur Folge. Mittels dieser feinen Risse unterbindet die
Galvanisierungsschicht 13 nicht die Dehnung des Bremsscheibenkörpers 11 noch
sicherer während
Bremsvorgangs und ein Abplatzen der Galvanisierungsschicht 13,
verursacht durch die Störung,
wie beispielsweise Wölben
oder Biegen, kann beseitigt werden.
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Das
bedeutet, dass das Herstellungsverfahren der Bremsscheibe 3 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
das Verfahren einer Bildung von Rissen 15 auf der Metallschicht 13 während des
Galvanisierungsvorgangs durch Einstellen der Dicke der Galvanisierungsschicht 13 so,
dass sie 20 μm
oder mehr beträgt,
und durch das Verfahren einer Änderung
von Rissen 15 mittels eines Galvanisierens in feinere Risse 15 durch
Verwendung der Bremsscheibe 3 tatsächlich, anwendet, so dass dabei
kein Erfordernis vorhanden ist, eine Vorrichtung oder eine spezielle
Behandlung zum Bilden von Rissen ausschließlich im Bereich der Metallschicht, gebildet
durch das Galvanisieren, zu haben.
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Zweite Ausführungsform
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Die
Risse 15 auf der Galvanisierungsschicht 13 können in
einem feinen Netz durch Erwärmen
der Galvanisierungsschicht 13 nach einem Galvanisieren
ohne Verwendung der Reibungswärme
während
des Bremsvorgangs gebildet werden. Ein Herstellungsverfahren einer
Bremsscheibe gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in weiteren Details in den 7 und 8 beschrieben.
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7 zeigt
ein Flussdiagramm zum Beschreiben des Herstellungsverfahrens der
Bremsscheibe unter Bildung von Rissen durch Wärme. 8 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Hauptteils der Bremsscheibe, gebildet mittels des Herstellungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
In diesen Figuren werden identische oder ähnliche Teile, die in den vorstehenden 1 bis 6 beschrieben
sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und detaillierte Beschreibungen
davon werden weggelassen.
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Um
das Herstellungsverfahren der Bremsscheibe gemäß der vorliegenden Ausführungsform
in die Praxis umzusetzen, wird zuerst der Bremsscheibenkörper 11 in
einer vorbestimmten Form über
Prozesse, die als Schritte S1-S7 in 7 dargestellt
sind, gebildet, und dann wird ein Galvanisieren im Schritt S8 durchgeführt. Diese
Ausführungsform
liefert ein Beispiel, eine Fe-Cr-Legierung als ein Galvanisierungsschichtmetall, das
eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, anzuwenden. Die Verfahrensbedingung eines Oberflächenmetallgalvanisierens
hängt von
Tabelle 6 in diesem Fall ab.
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Weiterhin
können,
zusätzlich
zu der Fe-Cr-Legierung, andere Metalle, wie beispielsweise Fe, Cr
und Ni, als die Galvanisierungsschichtmetalle verwendet werden.
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Wenn
die vorliegende Ausführungsform
angewandt wird, wird das Galvanisieren durchgeführt, bis die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 innerhalb
eines Bereichs von 10 – 100 μm liegen
wird. Das Galvanisierungsverfahren ist gleich auch dann, wenn die
erste Ausführungsform
angewandt wird. Wenn die erste Ausführungsform angewandt wird,
sollte die Galvanisierungsschicht 13 dicker als 20 μm in Bezug
auf ihre Dicke gebildet werden. Allerdings werden, wenn die vorliegende
Ausführungsform
angewandt wird, feinere Netzrisse 15 definitiv gerade auch
dann gebildet, wenn die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 dünner ausgebildet
wird, als dann, wenn die erste Ausführungsform angewandt wird.
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Nach
Abschluss des Galvanisierungsvorgangs wird ein Erwärmen für 5 Stunden
bei ungefähr
500°C durchgeführt, wie
dies am Schritt S9 in 7 dargestellt ist.
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Dieses
Erwärmen
wird durch Einsetzen des Bremsscheibenkörpers 11 in einen
Wärmeofen
(nicht dargestellt) durchgeführt.
Aufgrund des Erwärmens
der Galvanisierungsschicht 13 in diesem Erwärmungsvorgang
werden feine Netzrisse auf der Galvanisierungsschicht 13 gebildet,
und, wie in 8 dargestellt ist, wird eine
Anzahl von Metallteilen 13a, die eine feine Fe-Cr-Legierung
aufweisen, auf der Reibungsfläche
des Bremsscheibenkörpers 11 in
einem unterteilten Zustand voneinander durch Risse 15 gebildet.
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Gemäß diesem
Verfahren wird, da der gesamte Bremsscheibenkörper 11 erwärmt wird,
der gesamte Körper
thermisch unter der gleichförmigen
Rate expandiert, und, zusätzlich
zu den Rissen 15 aufgrund der inneren Spannung beim Galvanisieren,
können
Risse feiner und gleichförmiger
erzeugt werden, so dass ein Galvanisierungsschicht- Metallteil 13a nicht
teilweise ein großes
Teil werden wird. Hierbei kann die Größe eines umgebenden Kreises
des Galvanisierungsschicht-Metallteils 13a nicht stark
variieren.
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Um
Risse 15 eines feineren Netzes zu bilden, kann die Heiztemperatur
auf ungefähr
400°C oder
darüber
aufgrund der Differenz zwischen dem thermischen Expansionskoeffizienten
des Grundmaterials (Aluminiumlegierung) und der Galvanisierungsschicht 13 eingestellt
werden. Wie in der vorliegenden Ausführungsform dargestellt ist,
wird, wenn die Heiztemperatur auf 500°C eingestellt wird, ein Fe-
oder Cr-Atom, das die Galvanisierungsschicht 13 bildet,
in das Grundmaterial hinein diffundiert, und ein Atom der Aluminiumlegierung,
die den Bremsscheibenkörper 11 bildet,
wird in die Galvanisierungsschicht 13 diffundiert, die
zueinander Risse 15 haben, so dass eine diffundierte Schicht,
wie sie mit dem Bezugszeichen 17 in 8 angegeben
ist, dazwischen gebildet wird. Die diffundierte Schicht 17 kann
in einer Verarbeitungsperiode von ungefähr 5 Stunden gebildet werden,
wenn die Heiztemperatur ungefähr
500°C beträgt.
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Weiterhin
erhöht
sich die Diffusionsrate exponentiell im Verhältnis zu der Verarbeitungstemperatur,
so dass dann, wenn die Temperatur von 500°C so erniedrigt wird, dass sie
400°C oder
geringer beträgt,
die Diffusionsrate so verringert wird, dass es zu lange dauert,
die diffundierte Schicht 17 zu bilden. Dabei wird, wenn die
Verarbeitungstemperatur 600°C
oder größer eingestellt
wird, der Bremsscheibenkörper 11,
hergestellt aus der Aluminiumlegierung, teilweise geschmolzen, so
dass der Nachteil einer Deformation des Bremsscheibenkörpers 11 entsteht.
Weiterhin verbleibt der Teil der Risse 15, der sich in
dem Galvanisierungsvorgang bildet, auf der diffundierten Schicht 17,
und neue Risse 15, gebildet durch die Erwärmung, werden
hauptsächlich
auf der Galvanisierungsschicht 13 gebildet.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird gerade dann, wenn die Galvanisierungsschicht 13 bei
400°C oder
größer nach
dem Galvanisieren erwärmt
wird, um die Risse 15 des feinen Netzes auf der Galvanisierungsschicht 13 zu
bilden, derselbe Effekt wie bei der ersten Ausführungsform erreicht.
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Wie
in dieser Ausführungsform
beschrieben ist, kann, mittels eines Erwärmens, wenn die diffundierte Schicht 17 zwischen
der Galvanisierungsschicht 13 und dem Bremsscheibenkörper 11 gebildet
wird, eine Adhäsionsfestigkeit
der Galvanisierungsschicht 13 erhöht werden.
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Dritte Ausführungsform
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Die
Risse 15 in der Galvanisierungsschicht 13 können in
einem Muster eines feinen Netzes auch durch Anwenden eines Nitrosulfurierungsprozesses
in Bezug auf das Metall der Galvanisierungsschicht 13 gebildet werden.
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Ein
Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe dieser Ausführungsform
wird im Detail unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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9 zeigt
ein Verfahrensdiagramm zum Erläutern
des Verfahrens der Herstellung der Bremsscheibe, bei dem Risse durch
Nitrosulfurierung gebildet werden. In der Fig. sind Bauteile, die
dieselben wie oder Gegenstücke
zu solchen sind, die unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben
sind, mit denselben Bezugszeichen beschrieben, und detaillierte
Beschreibungen davon sind weggelassen.
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Um
den Bremsscheibenherstellungsvorgang dieser Ausführungsform durchzuführen, wird
zuerst ein Bremsscheibenkörper 11 zu
einer vorgesehenen Form über
die Schritte S1 bis S7, dargestellt in 9, gebildet.
Als Nächstes
wird der Bremsscheibenkörper 11 in
dem Schritt S8 galvanisiert. Hierbei wird eine Fe-Cr-Legierung zum
Beispiel als das hochabnutzungsbeständige Metall eingesetzt. Dabei
können
Fe, Cr und Ni anstelle der Fe-Cr-Legierung verwendet werden.
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Ein
Galvanisieren wird so ausgeführt,
dass die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 innerhalb
des Bereichs von 10 bis 100 μm
fällt.
Das Galvanisierungsverfahren ist dasselbe wie dasjenige in der ersten
Ausführungsform.
Während
die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 20 μm oder dicker
in der ersten Ausführungsform sein
muss, kann, in dieser Ausführungsform,
die Dicke dünner
als diejenige in der ersten Ausführungsform sein.
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Nach
Abschluss des Galvanisierungsvorgangs wird ein Gasnitrosulfurierungsvorgang
in dem Schritt S10 angewandt, wie dies dargestellt ist. Der Gasnitrosulfurierungsvorgang
wird unter den Gasnitrosulfurierungsbedingungen, dargestellt in
Tabelle 7, durchgeführt.
Er wird nämlich
durch Erwärmen
des galvanisierten Bremsscheibenkörpers 11 in einem
Ofen einer gemischten Atmosphäre
aus N2, H2S und
NH3 durchgeführt. Die Erwärmungstemperatur
liegt in dem Bereich von 500°C ± 50°C und die
Heizzeit beträgt
ungefähr
5 Stunden.
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Durch
Anwenden des Nitrosulfurierungsvorgangs auf diese Art und Weise
wird die Härte
des Metalls der Galvanisierungsschicht 13 erhöht. Wenn
die Galvanisierungsschicht 13 während des Nitrosulfurierungsvorgangs
erwärmt
wird, werden Risse 15 eines feinen Netzmusters in der Galvanisierungsschicht 13 erzeugt. Das
bedeutet, dass eine grolle Anzahl von feinen Fe-Cr-Legierungsteilen 13a in
dem Zustand, dass sie voneinander durch die Risse 15 unterteilt
sind, und eine höhere
Härte als
in der ersten Ausführungsform
haben, auf dem Bremsscheibenkörper 11 gebildet.
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Durch
Bilden des feinen Netzmusters aus Rissen 15 in der Galvanisierungsschicht 13 durch
Anwenden des Nitrosulfurierungsvorgangs nach einem Galvanisieren,
wie es vorstehend beschrieben ist, führt auch zu denselben Vorteilen
wie bei der ersten Ausführungsform,
dass nämlich
die Abnutzungsbeständigkeit
hoch ist und es weniger wahrscheinlich ist, dass die Galvanisierungsschicht 13 abplatzt.
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Da
die Temperatur, wenn der Nitrosulfurierungsvorgang angewandt wird, ähnlich hoch
wie in der zweiten Ausführungsform
ist, werden Atome aus Fe oder Cr, die die Galvanisierungsschicht 13 bilden,
unter den Atomen der Aluminiumlegierung, die den Bremsscheibenkörper 11 bilden,
diffundiert, um eine Diffusionsschicht 17 (siehe 8)
dazwischen zu bilden. Als eine Folge erhöht sich die Adhäsionsfestigkeit
der Galvanisierungsschicht 13.
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Weiterhin
führt die
erhöhte
Härte der
Galvanisierungsschicht 13 dazu, dass es weniger wahrscheinlich ist,
dass sie sich abnutzt, oder die Härte-Zeit der Galvanisierungsschicht 13 erhöht sich.
Dies führt
dazu, dass die Wartung der Bremse nur das Ersetzen des Bremsreibklotzes 12 erfordert,
der weniger kostspielig als die Bremsscheibe ist.
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Vierte Ausführungsform
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Die
Risse 15 in der Galvanisierungsschicht 13 können in
dem feinen Netzmuster durch einen mechanischen Vorgang, wie beispielsweise
Brünieren,
hergestellt werden. Ein Verfahren zum Herstellen der Bremsscheibe
dieser Ausführungsform
wird im Detail unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
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10 stellt
das Herstellungsverfahren der Bremsscheibe dar, wobei Risse durch
Brünieren
gebildet werden. In der Fig. sind Bauteile, die dieselben wie solche,
oder Gegenstücke
davon, sind, wie sie unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben
sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und detaillierte Beschreibungen
davon werden weggelassen.
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Um
den Bremsscheibenherstellungsvorgang dieser Ausführungsform durchzuführen, wird
zuerst ein Bremsscheibenkörper 11 zu
einer vorgesehenen Form über
die Schritte S1 bis S7, dargestellt in 10, gebildet.
Als Nächstes
wird der Bremsscheibenkörper 11 in
dem Schritt S8 galvanisiert. Hierbei wird eine Fe-Cr-Legierung zum
Beispiel als ein hochabnutzungsbeständiges Metall eingesetzt. Dabei
können
Fe, Cr und Ni anstelle der Fe-Cr-Legierung verwendet werden.
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Das
Galvanisieren wird so ausgeführt,
dass die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 innerhalb
des Bereichs von 10 bis 100 μm
fällt.
Das Galvanisierungsverfahren ist dasselbe wie dasjenige in der ersten
Ausführungsform.
Während
die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 20 μm oder dicker
in der ersten Ausführungsform sein
muss, kann, in dieser Ausführungsform,
die Dicke der Galvanisierungsschicht 13 dünner als
diejenige in der ersten Ausführungsform
sein.
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Nach
Abschließen
des Galvanisierungsvorgangs wird ein Brünierungsvorgang im Schritt
S11 angewandt. Der Brünierungsvorgang
wird mit einer Rolle (nicht dargestellt) ausgeführt, die gegen die Galvanisierungsschicht 13 gedrückt wird
und über
diese gerollt wird.
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Durch
Anwenden des Brünierungsvorgangs
auf diese Art und Weise werden Risse 15 in dem Muster eines
feinen Netzes in der Galvanisierungsschicht 13 gebildet.
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Nachdem
das Brünieren
abgeschossen ist, wird, um die Härte
der Galvanisierungsschicht 13, hergestellt aus der Fe-Cr-Legierung,
zu erhöhen,
ein Gasnitrosulfurierungsvorgang, Schritt S10 in 10,
bei der Galvanisierungsschicht 13 angewandt. Ein Anwenden
des Gasnitrosulfurierungsvorgangs macht es möglich, nicht nur die Härte der
Galvanisierungsschicht 13 zu erhöhen, sondern gestaltet auch
die Risse 15 in einem feinen Muster ähnlich wie in der dritten Ausführungsform.
Er erhöht
auch die Adhäsionsfestigkeit
der Galvanisierungsschicht 13, da eine Diffusionsschicht 17 (siehe 8)
zwischen der Galvanisierungsschicht 13 und dem Bremsscheibenkörper 11 gebildet
wird. Die Bedingungen des Gasnitrosulfurierungsvorgangs sind dieselben
wie in der dritten Ausführungsform.
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Dabei
kann, ähnlich
wie in der zweiten Ausführungsform,
der Erwärmungsprozess
nach dem Brünieren
angewandt werden. Das Netzmuster der Risse 15 kann noch
feiner durch Einstellen der Erwärmungstemperatur
auf 400°C
oder höher
gemacht werden. Wenn die Erwärmungstemperatur
ungefähr
500°C beträgt, wird
die Diffusionsschicht 17 effektiv zwischen der Galvanisierungsschicht 13 und
dem Bremsscheibenkörper 11 in
ungefähr
5 Stunden gebildet und die Adhäsionsfestigkeit
der Galvanisierungsschicht 13 erhöht sich.
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Ein
Bilden des feinen Netzmusters aus Rissen 15 in der Galvanisierungsschicht 13 durch
Anwenden des Brünierungsvorgangs,
wie dies vorstehend beschrieben ist, führt auch zu denselben Effekten
wie bei der ersten Ausführungsform.
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Fünfte Ausführungsform
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Eine
andere Galvanisierungsschicht aus Metall kann zwischen der Galvanisierungsschicht 13 und dem
Bremsscheibenkörper 11 gebildet
werden. Die Bremsscheibe dieser Ausführungsform und das Verfahren zum
Herstellen derselben werden im Detail unter Bezugnahme auf die 11 und 12 beschrieben.
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11 stellt
einen Querschnitt dieser Ausführungsform
mit einer Zwischengalvanisierungsschicht 18 zwischen der
Galvanisierungsschicht 13 und dem Bremsscheibenkörper 11 dar. 12 zeigt
ein Diagramm zum Erläutern
des Galvanisierungsvorgangs. In den Figuren sind Bauteile, die dieselben
wie oder Gegenstücke
zu solchen sind, die unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben
sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und detaillierte Beschreibungen
davon werden weggelassen.
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11 stellt
die Zwischengalvanisierungsschicht 18, gebildet auf dem
Bremsscheibenkörper 11,
dar. Das Metall zum Bilden der Zwischengalvanisierungsschicht 18 ist
ein solches wie beispielsweise Ni mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit.
Diffusionsschichten 17 sind zwischen der Zwischengalvanisierungsschicht 18 und
dem Bremsscheibenkörper 11 und
zwischen der Zwischengalvanisierungsschicht 18 und der
Außengalvanisierungsschicht 13 gebildet.
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Um
die Bremsscheibe 1 herzustellen, wird, ähnlich wie in der ersten Ausführungsform,
der Bremsscheibenkörper 11 zu
der vorgesehenen Form geformt, der Vorbehandlung für den Galvanisierungsprozess und
den Wasserspülvorgängen, dargestellt
als die Schritte P1 bis P7 in 12, unterworfen
und mit Ni in dem Schritt P9 galvanisiert.
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Die
Ni-Galvanisierung wird unter Verwendung der Galvanisierungsvorrichtung,
verwendet zum Bilden der Galvanisierungsschicht 13 auf
der Außenseitenfläche des
Bremsscheibenkörpers 11,
aufgebracht. Die Galvanisierungsbedingungen sind dieselben wie solche
zum Bilden der Galvanisierungsschicht 13 auf der Außenseitenfläche des
Bremsscheibenkörpers 11.
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Wenn
das Ni-Galvanisieren beendet ist, wird das Werkstück mit Wasser
gespült,
gefolgt durch einen Erwärmungsvorgang
(Schritt P10), um eine Diffusionsschicht 17 zwischen der
Ni-Galvanisierungsschicht (Zwischengalvanisierungsschicht 18)
und dem Bremsscheibenkörper 11 zu
bilden. Auch wird in diesem Fall die Erwärmungstemperatur auf 500°C oder höher eingestellt.
Wenn die Diffusionsschicht 17 gebildet ist, erhöht sich die
Adhäsionsfestigkeit
der Ni-Galvanisierungsschicht.
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Die
Dicke der galvanisierten Beschichtung als die Zwischenschicht 18 ist
ausreichend innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 5 μm für eine Korrosionsbeständigkeit
und muss nicht dicker sein. Ein Verringern der Galvanisierungsdicke
macht es möglich,
zu verhindern, dass Risse durch innere Spannungen während des
Galvanisierungsvorgangs erzeugt werden, und zwar für die Galvanisierungsschicht,
um einer thermischen Expansion durch Wärme, erzeugt während des
Bremsvorgangs, zu folgen, und um zu verhindern, dass Risse in der Ni-Galvanisierungsschicht
erzeugt werden. Da der thermische Expansionskoeffizient von Ni ungefähr derselbe wie
derjenige einer Aluminiumlegierung ist, werden geringere thermische
Spannungen erzeugt und Risse treten weniger wahrscheinlich auf.
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Nach
dem Erwärmen
wird ein Galvanisieren in dem Schritt P8 angewandt, um eine Galvanisierungsschicht 13 aus
einem Metall zu bilden, das eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, wie beispielsweise Fe, Fe-Cr oder Cr, und zwar auf der
Außenseitenfläche der
Ni-Galvanisierungsschicht 17. Die Galvanisierungsbedingungen
sind dieselben wie solche in der ersten Ausführungsform.
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Wenn
dieser Galvanisierungsvorgang abgeschlossen ist, werden, über denselben
Vorgang wie in den Ausführungsformen 2 bis 4,
die Risse 15 in dem feinen Netzmuster in der Galvanisierungsschicht 13 gebildet, und
die Diffusionsschicht 17 wird zwischen der Galvanisierungsschicht 13 und
der Ni-Galvanisierungsschicht 18 gebildet.
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Ein
Bilden der inneren Zwischengalvanisierungsschicht 18, hergestellt
aus Ni mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit, wie dies in dieser
Ausführungsform
dargestellt ist, macht es möglich,
zu verhindern, dass Wasser über
die Risse 15 in der Außenseite
der galvanisierten Oberfläche 13 in
Kontakt mit dem Bremsscheibenkörper 11,
hergestellt aus einer Aluminiumlegierung, gelangt.
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Als
eine Folge wird die Bremsscheibe 3 oder der Bremsscheibenkörper 11 dieser
Ausführungsform nicht
dann korrodiert, wenn er mit Regenwasser, oder dergleichen, benetzt
wird, und die Galvanisierungsschicht 13 auf der Außenseitenfläche wird
davor geschützt,
dass sie sich aufgrund von Korrosion ablöst. Weiterhin können, da
sowohl die Außenseitenflächen-Galvanisierungsschicht 13 als
auch die Zwischengalvanisierungs schicht 18 durch Galvanisieren
niedergeschlagen sind, zwei Arten von Metallschichten unter Verwendung
einer einfachen Galvanisierungsvorrichtung aufgebracht werden, so
dass die Herstellungskosten niedrig gehalten werden.
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Obwohl
der thermische Expansionskoeffizient von Ni, verwendet für die Zwischengalvanisierungsschicht 18,
größer als
derjenige der Aluminiumlegierung ist, wenn er mit demjenigen von
auf Eisen basierenden Metallen, wie beispielsweise Gusseisen, verglichen
wird, liegt er noch näher
zu demjenigen von Aluminium. Als eine Folge sind thermische Spannungen,
erzeugt durch thermische Expansion des Bremsscheibenkörpers aus
der Aluminiumlegierung 11, relativ klein. Deshalb bewirkt
ein Bilden der Zwischenschicht 18 nicht, dass sich die
Bremsscheibe 3 wölbt
oder auslenkt, oder bewirkt nicht, dass sich die Außenseiten-Galvanisierungsschicht 13 von
dem Bremsscheibenkörper 11 ablöst.
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Dabei
ist das Verfahren zum Erzeugen der Risse 15 eines feinen
Netzmusters in der Galvanisierungsschicht 13 auf der Reibungsfläche der
Bremsscheibe 3 nicht auf solche, dargestellt in den vorstehenden
Ausführungsformen,
beschränkt,
sondern kann geeignet geändert
werden.
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Auch
kann die Bremsscheibe 3 dieser Ausführungsform in anderen Fahrzeugen,
wie beispielsweise Kraftfahrzeugen, Dreirad-Motorfahrzeugen, Snowmobiles,
ebenso wie bei Motorrädern,
verwendet werden.
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Sechste Ausführungsform,
die kein Teil der vorliegenden Erfindung ist.
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Das
vorstehend beschriebene Verfahren der Herstellung der Bremsscheibe
gemäß dieser
Erfindung kann bei Motorventilstößeln, die
kein Teil der vorliegenden Erfindung sind, angewandt werden. Eine
Ausführungsform,
bei der das vorstehend beschriebene Verfahren bei einem Ventilstößel angewandt
wird, der kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird im Detail
unter Bezugnahme auf die 13 bis 16 beschrieben.
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13 zeigt
einen Querschnitt eines variablen Ventilbetätigungsmechanismus eines Motors. 14 stellt
einen Querschnitt eines wesentlichen Teils eines Ventilstößels, in
einem vergrößerten Maßstab, dar. 15 zeigt
eine schräge
oder perspektivische Ansicht des Ventilstößels, dargestellt in dem Zustand,
dass er von einer Ebene, die durch die axiale Mitte hindurchfährt, aufgeschnitten
ist. 16 stellt eine Anordnung dar, bei der der Ventilstößel galvanisiert
wird.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass die nachfolgend beschriebene Ausführungsform
kein Teil der vorliegenden Erfindung ist.
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13 stellt
einen variablen Ventilbetätigungsmechanismus 21 eines
Motors dar. Der Ventilmechanismus 21 ist so gebildet, um
zwei Einlassventile 22 pro Zylinder mit einer einzelnen
Einlassnockenwelle 23 zu betätigen. Dabei werden, während ein
Mechanismus zum Betätigen
der Einlassventile 22 hier beschrieben ist, Auslassventile
auch mit demselben Mechanismus betätigt.
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Ein
Federhalter 24 ist an dem Ventilschaft 22a des
Einlassventils 22 befestigt. Eine Ventilfeder 26 ist zwischen
dem Ventilhalter 24 und einem Zylinderkopf 25 installiert.
Ein Ventilstößel 28 ist
zwischen dem Einlassventil 22 und einem Nocken 27 einer
Einlassnockenwelle 23 zwischengefügt.
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Der
Ventilstößel 28 ist
in einer mit Boden versehenen zylindrischen Form durch Formgießen oder Schmieden
einer Aluminiumlegierung gebildet. Wie in 14 dargestellt
ist, ist ein Gleitteil 29 in der oberen Außenseitenfläche des
Ventilstößels 28 eingepasst
befestigt. Die obere Innenseitenfläche des Ventilstößels 28 ist
so ausgeführt,
um in Kontakt mit dem Vorderende des Ventilschafts des Einlassventils 22 zu
kommen. Die Außenumfangsfläche des
Ventilstößels 28 passt
gleitend in das Stößelloch 25a des
Zylinderkopfs 25 hinein. Das Gleitteil 29 ist
in einer halbkugelförmigen
Form aus einem hochabnutzungsbeständigen Metall oder einem Keramikmaterial
hergestellt und ist gleitend in einer halbkugelförmigen Vertiefung 30,
gebildet in der oberen Außenseitenfläche des
Ventilstößels 28,
befestigt. Eine Antriebskraft von den Nocken 27 wird über das Gleitteil 29 auf
den Ventilstößel 28 übertragen.
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Die
Einlassnockenwelle 23 weist einen Nockenwellenkörper 31,
der Nocken 27 besitzt, und eine Tragewelle 32,
befestigt an einem axialen Ende des Nockenwellenkörpers 31,
auf. An dem Ende der beiden Bauteile ist eine Nockenwellenverschiebevorrichtung 33 vorgesehen.
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Der
Nockenwellenkörper 31 ist
drehbar und axial bewegbar an dem Zylinderkopf 25 gehalten.
Die Tragewelle 32 wird drehbar und axial unbeweglich an
dem Zylinderkopf 25 gehalten. Die Nocken 27 sind
in einer dreidimensionalen Form so gebildet, dass sich die Position
der Nockenfläche
in der radialen Richtung des Nockenwellenkörpers 31 ändert und
dass die Nockenfläche
schräg
relativ zu der axialen Richtung verläuft. Die flache Fläche des
Gleitteils 29 ist so gestaltet, um in einen gleitenden
Kontakt mit der Nockenfläche
zu gelangen.
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Die
Nockenwellenverschiebevorrichtung 33 ist so gebildet, um
den Ventilzeitpunkt oder die Ventilanhebekurve durch die axiale
Bewegung des Nockenwellenkörpers 31 zu ändern.
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Mit
dem variablen Ventilbetätigungsmechanismus 21,
der so gebildet ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, können der Öffungsgrad
und der Öffnung-/Schließzeitpunkt
des Einlassventils 22 durch Ändern der Projektion der Nockenfläche durch
die axiale Bewegung des Nockenwellenkörpers 31, bewirkt
mit der Nockenwellenverschiebevorrichtung 33, geändert werden.
Hierbei kann, da das Gleitteil 29 in dem Zustand, in dem
es in die halbkugelförmige
Vertiefung 30 des Ventilstößels 28 eingepasst
befestigt ist, so kippen kann, um der Nockenfläche zu folgen, die Antriebskraft
auf den Ventilstößel 28 sogar
dann übertragen
werden, wenn sich die Position des Nockens 27 ändert.
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Die
Gleitflächen
des Ventilstößels 28,
das bedeutet die halbkugelförmige
Vertiefung 30 für
das Gleitteil 29, um eingepasst zu werden, und die Ventildrückfläche 34,
um mit dem Ventilschaft 23a des Einlassventils 22 in
Kontakt zu treten, und die Außenumfangsfläche des
Ventilstößels 28 für ein eingepasstes
Befestigen in das Stößelloch 25a,
sind mit galvanisierten Flächen
versehen, die aus einem Metall einer hohen Abnutzungsbeständigkeit
hergestellt sind. In diesen Galvanisierungsschichten sind Risse 15 eines
feinen Netzmusters gebildet.
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Um
die Gleitflächen
zu galvanisieren, wird der Ventilstößel 28 in einen Galvanisierungsflüssigkeitsbehälter 25 eingetaucht,
wie dies in 16 dargestellt ist. Die obere
und die Umfangsfläche
des Ventilstößels 28 sind
mit einer ersten Anode 36 einer mit Boden versehenen zylindrischen
Form abgedeckt. Eine zweite Anode ist so angeordnet, um zu der Ventildrückfläche 34 auf
der oberen Innenfläche
des Ventilstößels 28 hinzuweisen.
Ein Galvanisieren wird mit dem Ventilstößel 28, als die Kathode
dienend, unter Verwendung einer Gleichstromquelle vorgenommen.
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Die
Galvanisierungsbedingungen sind dieselben wie solche in der ersten
Ausführungsform.
Das bedeutet, dass eine Fe-Galvanisierung oder eine Fe-Cr-Galvanisierung
unter den Bedingungen, dargestellt in Tabelle 6, angewandt wird.
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Nach
Bilden der Galvanisierungsschicht aus dem hochabnutzungsbeständigen Metall
auf den Gleitflächen
des Ventilstößels 28 wird
der Ventilstößel 28 ähnlich wie
in der zweiten Ausführungsform
erwärmt
oder es wird ein Gasnitrosulfurierungsvorgang, ähnlich wie in der dritten Ausführungsform,
angewandt. Durch Anwenden des Erwärmungsvor gangs oder des Gasnitrosulfurierungsvorgangs
werden Risse 15 in dem feinen Netzmuster so, wie dies in 4 dargestellt
ist, über
der gesamten Galvanisierungsschicht gebildet.
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Deshalb
ist es, wie vorstehend erwähnt
ist, möglich,
den Ventilstößel 28 so
herzustellen, dass seine Gleitflächen
eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
haben, und um das Gewicht des variablen Ventilbetätigungsmechanismus 21 zu
verringern. Insbesondere führen,
da die Festigkeit der galvanisierten Oberflächen auf der Ventildrückfläche 34 durch
den Gasnitrosulfurierungsvorgang erhöht wird, die Oberflächen nicht
zu hohen Oberflächendrücken.
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Um
die Metallgalvanisierungsschicht mit einer hohen Abnutzungsbeständigkeit
an dem Ventilstößel 28 zu
bilden, kann, wie in 17 und 18 dargestellt
ist, eine Hochgeschwindigkeits-Galvanisierungsvorrichtung verwendet
werden.
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17 zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teils einer Hochgeschwindigkeits-Galvanisierungsvorrichtung
für den
Ventilstößel. 18 stellt
einen Querschnitt der Hochgeschwindigkeits-Galvanisierungsvorrichtung
für den
Ventilstößel dar.
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Die
Hochgeschwindigkeits-Galvanisierungsvorrichtung 41, dargestellt
in diesen Figuren, weist auf: einen ersten äußeren Zylinder 43,
der eine erste Galvanisierungsflüssigkeitskammer 42 auf
der äußeren Seite des
Ventilstößels 28 bildet,
und einen zweiten äußeren Zylinder 45,
der eine zweite Galvanisierungsflüssigkeitskammer 44 in
dem innenseitigen, kreisförmigen
Raum des Ventilstößels 28 bildet.
Galvanisierungsflüssigkeit
wird von einem ersten inneren Zylinder 46, angeordnet in
der ersten Galvanisierungsflüssigkeitskammer 42,
und einem zweiten inneren Zylinder 47, angeordnet innerhalb
der zweiten Galvanisierungsflüssigkeitskammer 44,
jeweils, in die Galvanisierungsflüssigkeitskammern 42 und 44 zugeführt.
-
Der
erste äußere Zylinder 43 ist
an einem Gestell 48 über
ein Trageelement 49 befestigt und sein Ende an der Seite
des Ventilstößels 28 ist
so gestaltet, um den Ventilstößel 28 über ein
Dichtelement 50, das eine isolierende Eigenschaft besitzt,
zu berühren.
Das Dichtelement 50 ist zu einer ringförmigen Form gebildet und mit
dem zweiten äußeren Zylinder 45 getragen.
-
Die
erste Galvanisierungsflüssigkeitskammer 42 innerhalb
des ersten äußeren Zylinders 43 ist
so gebildet, dass die halbkugelförmige
Vertiefung 30 des Ventilstößels 28 einen Teil
der Kammerwand bildet. Die erste Galvanisierungsflüssigkeitskammer 42 ist
mit einem Rückführrohr 52 zum
Zurückführen der
Galvanisierungsflüssigkeit
zurück
zu einem Galvanisierungsflüssigkeitsbehälter 51 verbunden.
-
Der
zweite äußere Zylinder 45 ist
axial bewegbar über
ein Tragelement 53 an dem Gestell 48 getragen und
ist so gestaltet, um die innenseitige Bodenfläche des Ventilstößels 28 über ein
Dichtelement 54, das eine isolierende Eigenschaft besitzt,
zu berühren.
Die zweite Galvanisierungsflüssigkeitskammer 44 innerhalb
des zweiten äußeren Zylinders 45 ist
so gebildet, dass die Ventildrückfläche 34 innerhalb
des Ventilstößels 28 einen
Teil der Kammerwand bildet. Die zweite Galvanisierungsflüssigkeitskammer 44 ist
mit einem Rückführrohr 55 zum
Zurückführen der
Galvanisierungsflüssigkeit
zurück
zu dem Galvanisierungsflüssigkeitsbehälter 51 verbunden.
-
Der
erste innere Zylinder 46 ist über ein Isolationselement 56 an
dem ersten äußeren Zylinder 43 getragen,
wobei sein eines Ende so gebildet ist, um den Ventilstößel 28 aufzunehmen,
und wobei das andere Ende mit der Zuführöffnung einer Galvanisierungsflüssigkeitspumpe 58 über ein
Galvanisierungsflüssigkeitszuführrohr 57 verbunden
ist. Der Teil des ersten inneren Zylinders 46, der der
oberen Oberfläche
des Ventilstößels 28 gegenüberliegt,
ist so gestaltet, um den Ventilstößel 28 über Anschlaggummiteile 46a zu
berühren. Die
Anschlaggummiteile 46a sind in einer Anzahl von Positionen
beabstandet, entlang der Umfangsrichtungen des ersten inneren Zylinders 46,
angeordnet, so dass ein Galvanisierungsflüssigkeitskanal, gebildet zwischen dem
ersten inneren Zylinder 46 und dem Ventilstößel 28,
nicht blockiert wird. Die Galvanisierungsflüssigkeitspumpe 58 ist
so gebildet, um Galvanisierungsflüssigkeit, bevorratet in dem
Galvanisierungsflüssigkeitsbehälter 51,
hochzusaugen und zuzuführen.
-
Der
zweite innere Zylinder 47 ist über ein Isolationselement 58 und
eine scheibenförmige
Kappe 59 an dem Trageelement 53 getragen, wobei
sein eines Ende so gestaltet ist, um zu der Ventildrückfläche 34 innerhalb
des Ventilstößels 28 hinzuweisen,
und wobei das andere Ende mit der Zuführöffnung der Galvanisierungsflüssigkeitspumpe 58 über ein
Galvanisierungsflüssigkeitszuführungsrohr 60 verbunden
ist. Die Kappe 59 zum Tragen des zweiten inneren Zylinders 47 ist
mit einem Luftzylinder 61 zum Bewegen des zweiten äußeren Zylinders 45 und
des zweiten inneren Zylinders 47 zu dem Ventilstößel 28 hin
und von diesem weg verbunden. Das bedeutet, dass sie so gebildet
ist, dass der Ven tilstößel 28 zwischen
dem ersten inneren Zylinder 46 und dem zweiten äußeren Zylinder 47 durch
Bewegen des zweiten äußeren Zylinders 45 nach
links in 18 gehalten ist.
-
Mit
der Hochgeschwindigkeits-Galvanisierungsvorrichtung 41,
die so gebildet ist, wie vorstehend beschrieben ist, wird ein Galvanisieren
durch konstantes Zirkulieren der Galvanisierungsflüssigkeit
durch die erste und die zweite Galvanisierungsflüssigkeitskammer 42 und 44 durchgeführt, wobei
der erste und der zweite innere Zylinder 46 und 47 als
Anode verwendet sind und der Ventilstößel 28 als eine Kathode
verwendet ist. Der erste und der zweite innere Zylinder 46 und 47 und
der Ventilstößel 28 sind
jeweils mit einer Steuerschaltung 62, dargestellt in 18,
verbunden. Die Steuerschaltung 62 ist über einen Gleichrichter 63 mit
einer Wechselstromquelle 64 verbunden.
-
Die
Bedingung (Galvanisierungsflüssigkeitszusammensetzung,
Stromdichte und Flüssigkeitstemperatur)
zum Niederschlagen der Galvanisierungsschicht, hergestellt aus einem
Metall, das eine hohe Abnutzungsbeständigkeit besitzt, auf dem Ventilstößel 28,
unter Verwendung der Hochgeschwindigkeits-Galvanisierungsvorrichtung 41,
sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform.
-
Die
Galvanisierungszeit für
den Ventilstößel 28 wird
deutlich dann verkürzt,
wenn die Hochgeschwindigkeits-Galvanisierungsvorrichtung 41 verwendet
wird.
-
Siebte Ausführungsform,
die kein Teil der vorliegenden Erfindung ist.
-
Das
vorstehend beschriebene Verfahren der Herstellung der Bremsscheibe
kann bei einem Kipphebel eines Motors angewandt werden. Eine Ausführungsform,
eingesetzt zum Anwenden der Erfindung bei einem Kipphebel, der kein
Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird im Detail unter Bezugnahme
auf die 19 bis 21 beschrieben.
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19 zeigt
eine Schnittansicht eines variablen Ventilbetätigungsmechanismus, der einen
Kipphebel besitzt, 20 zeigt eine perspektivische
Ansicht des Kipphebels und 21 zeigt
eine Schnittansicht, die darstellt, dass der Kipphebel galvanisiert
ist, wobei die nachfolgend beschriebene Ausführungsform keinen Teil der
vorliegenden Erfindung bildet.
-
In
diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 71 einen Kipphebel, 72 bezeichnet
eine Kipphebelwelle, 73 eine Nockenwelle, 74 ein
Einlass- und ein Auslassventil, 75 einen Federhalter und 76 eine
Ventilfeder. An dem distalen Ende des Kipphebels 71 sind
eine Einstellschraube 78 und ein zylindrisches Einsatzelement 77 aus
rostfreiem Stahl an der äußeren Oberfläche befestigt,
an denen Abgriffgewinde gebildet sind. Eine Verriegelungsmutter 79 steht
mit der Einstellschraube 78 in Eingriff.
-
Der
Kipphebel 71 in dieser Ausführungsform ist durch einen
Gieß-
oder Schmiedevorgang gebildet, unter Verwendung einer Aluminiumlegierung
als sein Material. Ein Gleitteil 81 ist zwischen der Nockenwelle 73 und
einem Nocken 80 zwischengefügt. Dieses Gleitteil 81 ist
aus einer Keramik hergestellt, die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, und besitzt teilweise die Form einer Halbkugel, die gleitend
in der Vertiefung des Kipphebelarms 71 eingepasst befestigt
ist, der eine halbkugelförmige
Form entsprechend zu derjenigen des Gleitteils 81 besitzt.
Die Nockenwelle 73 ist, entsprechend der Art und Weise
der sechsten Ausführungsform,
mit einer Nockenwellenverschiebevorrichtung zum Verschieben des
Nockens 80 in der axialen Richtung versehen, und der Nocken 80 ist
deshalb ein dreidimensionaler Nocken.
-
Galvanisierungsschichten,
die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
haben, sind auf der inneren Fläche der
halbkugelförmigen
Vertiefung 82 und der Wand eines Lochs 83 für den Kipphebel
angeordnet, und sowohl die innere Fläche als auch die Wand wirken
als Gleitflächen
des Kipphebels 71.
-
Um
diese Galvanisierungsschicht auf dem Kipphebel 71 zu bilden,
wird, wie in 21 dargestellt ist, der Kipphebel 71 in
das Galvanisierungsflüssigkeitsbad 84 eingetaucht,
wobei die erste Anode zu der halbkugelförmigen Vertiefung 83 hinweist
und die zweite, stabähnliche
Anode auch innerhalb des Lochs 83 des Kipphebels angeordnet
wird. Das Galvanisieren wird dann mit dem Kipphebelarm 71 als
eine Kathode durchgeführt.
Die Energieversorgungsquelle ist eine Gleichstromquelle.
-
In
diesem Fall sind die Galvanisierungsbedingungen dieselben wie solche
in der ersten Ausführungsform.
Das bedeutet, dass ein Fe- oder Fe-Cr-Galvanisierungsvorgang entsprechend
den Bedingungen, die in Tabelle 6 spezifiziert sind, ausgeführt wird.
-
Demzufolge
wird, nachdem die Metallgalvanisierungsschicht mit hoher Abnutzungsbeständigkeit
auf den Gleitflächen
des Kipphebels 71 niedergeschlagen wurden, der Kipphebel 71 so,
wie in der zweiten Ausführungsform,
erwärmt,
oder wird einem Nitrosulfurierungsvorgang, wie in der dritten Ausführungsform,
unterworfen. Die Anwendung einer solchen Wärmebehandlung oder Nitrosulfurierung
führt zu
dem Bilden eines Netzes aus feinen Rissen über die gesamten Galvanisierungsbereiche,
wie dies in 4 dargestellt ist.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
kann ein Kipphebel 71 aus einer Aluminiumlegierung, dessen
Gleitflächen
eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
haben, hergestellt werden, und die Absicht, den variablen Ventilbetätigungsmechanismus
im Gewicht leicht zu machen, kann erreicht werden.
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Achte Ausführungsform,
die kein Teil der vorliegenden Erfindung ist.
-
Das
vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren der Bremsscheibe kann
bei einem Kolben eines Motors angewandt werden. Eine Ausführungsform,
die zum Anwenden der Erfindung bei einem Kolben angewandt wird,
der kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird im Detail unter
Bezugnahme auf 22 beschrieben.
-
22 zeigt
eine Schnittansicht, die einen Kolben darstellt, der galvanisiert
werden soll.
-
Der
Kolben 91, dargestellt in 22, ist
durch einen Gießvorgang
oder einen Schmiedevorgang gebildet, unter Verwendung einer Aluminiumlegierung
als deren Material. Galvanisierungsschichten, die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
haben, sind auf den Wänden
der Bohrungen für
einen Kolbenstift, eine Oberseitenfläche, einem äußeren Umfang und Wänden von
Kolbenringnuten 93 niedergeschlagen. Eine Kolbengalvanisierungsvorrichtung 84,
dargestellt in 22, wird dazu verwendet, diese
Galvanisierungsschichten niederzuschlagen.
-
Die
Galvanisierungsvorrichtung 94 weist ein Galvanisierungsflüssigkeitsbad 95;
eine zylindrische Kathode 97, die ein Bodenende besitzt,
und an dem Boden des Galvanisierungsflüssigkeitsbads über ein
Insolierelement getragen ist; eine erste Anode 100 und
eine zweite Anode 101, getragen an der Kathode 97 über Isolierelemente 98, 99,
jeweils; und eine DC-Energieversorgungsquellenschaltung 102,
auf.
-
Die
Kathode 97 trägt
den Kolben 91 an der Bodenfläche innerhalb davon und besitzt
eine Struktur, um den Kolbenrand 91a abzudecken. In dieser
Ausführungsform
ist die innere Fläche
der Kathode 97 so gebildet, um zu ermöglichen, dass der Rand darin
eingepasst befestigt werden kann.
-
Die
erste Anode 100 ist in einer Form eines runden Stabs so
gebildet, um durch eine Bohrung 92 für den Kolbenstift, des Kolbens 91,
der an der Kathode angeordnet ist und diese einpasst, eingesetzt
zu werden.
-
Die
zweite Anode 101 ist in einer zylindrischen Form gebildet,
die ein Bodenende zum Abdecken sowohl der oberen Fläche als
auch der Außenfläche des
oberen Bereichs des Kolbens 91 zu besitzt. Der obere Bereich
des Kolbens bedeutet der Bereich, der in der Oberflächenseite
des Kolbens vorhanden ist, benachbart zu den Kolbenringnuten 93.
Weiterhin ist eine Vielzahl von Durchgangslöchern 101a, durch
die Galvanisierungsflüssigkeit
fließt,
in dem Teil der zweiten Anode 101, zu der oberen Fläche des
Kolbens hinweisend, angeordnet.
-
Um
Galvanisierungsschichten auf dem Kolben 91 durch die Galvanisierungsvorrichtung 94 niederzuschlagen,
wird der Kolben 91 in der Kathode 97 eingepasst
befestigt und eine Spannung wird dann an die Kathode 97 angelegt,
wobei die erste Anode 100 durch die Bohrung 92 für den Kolbenstift
eingesetzt ist und die zweite Anode 101 das obere Ende
des Kolbens abdeckt. Die Galvanisierungsbedingungen sind dieselben
wie solche in der ersten Ausführungsform.
Das bedeutet, dass ein Fe-Galvanisieren oder ein Fe-Cr-Galvanisieren unter
den Bedingungen, die in Tabelle 6 dargestellt sind, ausgeführt wird.
-
Demzufolge
wird, nachdem die Metallgalvanisierungsschichten mit hoher Abnutzungsbeständigkeit auf
dem Kolben 91 niedergeschlagen sind, der Kolben 91 wie
in der zweiten Ausführungsform
erwärmt
oder einem Nitrosulfurierungsvorgang wie in der dritten Ausführungsform
unterworfen. Ein Anwenden einer solchen Wärmebehandlung oder einer Nitrosulfurierung
führt zu
der Bildung eines Netzes aus feinen Rissen über die gesamten Galvanisierungsbereiche,
wie dies in 4 dargestellt ist.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
kann ein Kolben 91 aus einer Aluminiumlegierung, bei dem
die Wand der Bohrung 92 für den Kolbenstift, die äußere Fläche und
die Wand der Kolbenringnuten 93, die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
haben, hergestellt werden, und die Maßnahme, den Motor leichtgewichtig
zu machen, kann erreicht werden. Weiter kann die hohe Temperaturfestigkeit
der Kolbenfläche,
beaufschlagt mit Druck, erhöht
werden, da eine Fe- oder Fe-Cr-Galvanisierung, die eine hohe Wärmebeständigkeit
besitzt, auf der oberen Fläche
des Kolbens niedergeschlagen ist. Zusätzlich führen Risse zu der Erhöhung der
Haltbarkeit ohne irgendeine Ablösung.
-
Neunte Ausführungsform,
die kein Teil der vorliegenden Erfindung ist.
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Das
vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren der Bremsscheibe kann
bei einer Verbindungsstange eines Motors angewandt werden. Eine
Ausführungsform,
die zum Anwenden der Erfindung bei einer Verbindungsstange eingesetzt
wird, die kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird im Detail
unter Bezugnahme auf 23 beschrieben.
-
23 zeigt
eine Schnittansicht, die darstellt, dass eine Verbindungsstange
galvanisiert wird.
-
Die
Verbindungsstange 110, dargestellt in 23,
ist durch einen Gieß-
oder Schmiedevorgang unter Verwendung einer Aluminiumlegierung als
deren Material gebildet. Galvanisierungsschichten, die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
haben, werden auf der Wand einer großen Endbohrung 111 und
den Bohrungen für einen
Kolbenstift, eine obere Fläche,
eine äußere Umfangsfläche und
die Wand einer kleinen Endbohrung 112 niedergeschlagen.
-
Eine
Verbindungsstangen-Galvanisierungsvorrichtung 113, dargestellt
in 23, wird dazu verwendet, Galvanisierungsschichten
auf beiden Enden niederzuschlagen.
-
Die
Galvanisierungsvorrichtung 113 weist, als solche, ein Galvanisierungsflüssigkeitsbad 114 zum Aufnehmen
von Galvanisierungsflüssigkeit;
ein Elektrodentragelement 115, getragen an dem Boden des
Galvanisierungsflüssigkeitsbads 114;
eine Kathode 119, getragen an dem Elektrodentragelement 115 über isolierende
Elemente 116 – 118,
und eine erste und eine zweite Anode 120, 121;
und eine DC-Energiequellenschaltung 122 zum Anlegen einer
Spannung an diese Elektroden auf.
-
Das
Elektrodentragelement 115 weist ein Gestell 123,
das an dem Boden des Galvanisierungsflüssigkeitsbads 114 angeordnet
ist; ein erstes Verbindungselement 124, das schwenkbar
an dem Gestell an einem Ende befestigt ist und sich nach oben erstreckt;
eine Trageplatte 125, die schwenkbar an dem oberen Ende des
ersten Verbindungselements 124 an einem Ende befestigt
ist und sich horizontal erstreckt; und ein zweites Verbindungselement 126,
das schwenkbar an dem anderen Ende der Trageplatte 125 befestigt
ist und sich nach unten erstreckt, auf. Das Bodenende des zweiten
Verbindungselements 126 ist an dem anderen Ende des Gestells 123 durch
eine Flügelmutter 127 befestigt.
-
Die
Kathode 119 führt
durch die Trageplatte 125 hindurch und erstreckt sich dann
davon nach unten. Das Bodenende der Kathode 119 ist an
dem Gestell 116 gehalten. An der Kathode 119 sind
vier Verbindungsstäbe,
beabstandet voneinander in der vertikalen Richtung, befestigt.
-
Die
erste Anode 120 ist an einem Ende der Trageplatte 125 so
gehalten, dass sie durch die große Endbohrung 111 des
Verbindungsstabs 110 eingesetzt ist, und dass die zweite
Anode 121 an dem anderen Ende so, dass sie durch die kleine
Endbohrung 112 eingesetzt ist.
-
Um
Galvanisierungsschichten auf dem Verbindungsstab 110 durch
die Galvanisierungsvorrichtung 113 niederzuschlagen, wird
der Verbindungsstab 110 an der Kathode 119 befestigt
und eine Spannung wird dann an die Kathode 119 und die
erste und die zweite Anode 120, 121 angelegt.
Galvanisierungsbedingungen sind dieselben wie solche in der ersten
Ausführungsform.
Das bedeutet, dass ein Fe- oder Fe-Cr-Galvanisierungsvorgang entsprechend
den Bedingungen, die in Tabelle 6 spezifiziert sind, ausgeführt werden.
-
Demzufolge
wird, nachdem die Metallgalvanisierungsschicht mit hoher Abnutzungsbeständigkeit
auf dem Verbindungsstab 110 niedergeschlagen wurde, der
Verbindungsstab 110 wie in der zweiten Ausführungsform
erwärmt,
oder einem Nitrosulfurierungsvorgang, wie in der dritten Ausführungsform,
unterworfen. Ein Anwenden einer solchen Wärmebehandlung oder einer Nitrosulfurierung
führt zu
der Bildung eines Netzes aus feinen Rissen über den gesamten Galvanisierungsbereich.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
können
ein Verbindungsstab 110 einer Aluminiumlegierung, bei dem Wände der
großen
Endbohrung 111 und der kleinen Endbohrung 112 eine
hohe Abnutzungsbeständigkeit
haben, hergestellt werden, und die Absicht, den Verbindungsstab
leichtgewichtig zu gestalten, kann erreicht werden.
-
Eine
Aluminiumlegierung, zum Beispiel Legierung 1 – 3, dargestellt in der folgenden
Tabelle 1, zum Bilden des Bremsscheibenkörpers
11, des Ventilstößels
28,
des Kipphebels
71, des Kolbens
91 oder des Verbindungsstabs
110,
kann verwendet werden: [Tabelle
1] Beispiele
von Aluminium-Legierungs-Komponenten
-
Die
Legierung 1, dargestellt in der Tabelle 1, wird dazu verwendet,
die Festigkeit zu erhöhen,
und die Legierung 2 und 3 werden dazu verwendet, die Wärmebeständigkeit
zu erhöhen.
Das bedeutet, dass, wenn die Elemente, beschrieben vorstehend, aus
einer solchen Aluminiumlegierung hergestellt sind, wie sie allgemein
verwendet wird, die Festigkeit durch den Temperaturanstieg während eines
Bremsens oder des Motorbetriebs verringert wird, was zu dem Auftreten
einer leichten Deformation dieser Elemente führt. Aus diesem Grund werden
Fe und Zr hinzugefügt,
um die Festigkeit und die Wärmebeständigkeit
zu verbessern. Das Scheibenelement des Bremsscheibenkörpers ist
aus einem Rohling gebildet, der durch Sprühformen bearbeitet ist. Bei
diesem Verfahren ist vorgesehen, die verbesserte Festigkeit aufgrund
einer Kornfeinung (nicht mehr als 1μ) in der Metallstruktur zu erhalten.
Solche Legierungen können
nicht für
einen Gießvorgang
eingesetzt werden, da die groben, intermetallischen Bindungen von
Al-Fe kristallisiert werden, nachdem sie geschmolzen worden sind,
und was dann bewirkt, dass die Struktur brüchig ist. Dementsprechend wird
ein Schmiedevorgang eingesetzt.
-
Die
Materialien, dargestellt in den folgenden Tabellen 2 – 4, können als
solche für
Bremsreibklötze
12 verwendet
werden. Beispiele eines Materials für einen Bremsklotz aus synthetischem
Harz sind in den Tabellen 2 und 3 dargestellt, während Beispiele eines Materials
für einen
Reibklotz aus gesintertem Material in Tabelle 4 dargestellt ist. [Tabelle
2] Materialien
(1), die einen Bremsklotz aus synthetischem Harz bilden
[Tabelle
3] Materialien
(2), die einen Reibungsklotz aus synthetischem Harz bilden
[Tabelle
4] Zusammensetzung
der gesinterten Reibklötze
(%)
- * Ni-Cr-Legierung (Ni : Cr ist 80 : 20
bis 60 : 40)
- ** Grafit
- Ferrosilizium
- Metalloxid
- Zirkondioxid
- Mullit
- Siliziumdioxid (Silica)
- Siliziumkarbid
- Siliziumnitrid
- *** C : 20 – 35
Gewichts%
- SiO2 :4 – 10 Gewichts%
-
Die
Härte der
gesinterten Reibklötze
des Materials, dargestellt in Tabelle 4, beträgt nicht mehr als 50 in der
Hv Härte.
In Tabelle 4 sind Verbindungen, bezeichnet als "Andere" solche, die das Zusammensetzungsverhältnis von
nicht mehr als 10 Prozent haben.
-
Der
Vorbehandlungsvorgang vor dem Galvanisierungsvorgang in jeder Ausführungsform
wurde unter den Bedingungen, dargestellt in der folgenden Tabelle
5, durchgeführt. [Tabelle
5] Vorbehandlungsbedingungen
[Tabelle
6] Bedingung
des Metallgalvanisierens
-
Die
Bedingungen der Fe- oder Fe-Cr-Legierungsgalvanisierung auf der
Außenfläche einer
Bremsscheibe, der Gleitfläche
eines Ventilstößels, der
Gleitfläche
eines Kipphebels, der Gleitfläche
eines Kolbens und der Gleitfläche
eines Verbindungsstabs sind in der folgenden Tabelle 6 dargestellt.
-
Jeder
Wert, dargestellt in dem jeweiligen Element der Tabelle 6, ist der
Wert, der unter der Bedingung erhalten ist, dass die Dicke der Fe-Schicht
und der Fe-Cr-Schicht 20 μm
beträgt,
die Hv Härte
der Fe-Schicht 300 – 400
beträgt
und diejenige der Fe-Cr-Schicht 600 – 700 beträgt.
-
Jeder
der Risse 15 in der Form eines feinen Netzes besitzt die
Breite von 1 – 10 μm und die
Rissdichte beträgt
10 – 30
mm/mm2. In diesem Fall besitzt das meiste
der umschriebenen Kreise des Netzes, gebildet durch die Risse 15,
den Durchmesser d von nicht mehr als 1,5 mm. Der Ausdruck "Rissdichte" ist als die gesamte
Länge (mm)
von Rissen 15 pro galvanisierter Fläche definiert.
-
Die
Dicke der Diffusionsschicht 17 beträgt ungefähr 1 – 50 μm.
-
Die
Dicke der Zwischenschicht 18 beträgt ungefähr 0,1 – 5 μm, wenn Ni als das Material
zum Galvanisieren verwendet wird.
-
Der
Nitrosulfurierungsvorgang wurde unter den Bedingungen, dargestellt
in Tabelle 7, durchgeführt.
-
[Tabelle
7] Bedingungen
einer Nitrosulfurierung
-
Wenn
der Gasnitrosulfurierungsvorgang unter den Bedingungen, dargestellt
in Tabelle 7, durchgeführt wird,
beträgt
die Hv Härte
der Fe-Schicht, die erhalten ist, ungefähr 750 (700 – 800),
und diejenige der Fe-Cr-Schicht, die erhalten ist, beträgt ungefähr 1250
(1100 – 1350).
-
In
den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel, bei dem die Nabe 2 direkt
an dem Innenumfang des Bremsscheibenkörpers aus einer Aluminiumlegierung
befestigt ist, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit
besitzt, für
den Zweck eines Erhaltens des Effekts, die Reibungswärme, erzeugt
von dem Bremsreibklotz, abzuweisen, und Übertragen auf die Nabe, offenbart.
Allerdings kann, falls die Strahlungswärme von den Abschnitten, wie
beispielsweise dem Bremsscheibenkörper, der einen relativ großen Oberflächenbereich
besitzt, ein anderer als derjenige eines Kontaktierens mit dem Bremsreibklotz,
ausreichend ist, der Bremsscheibenkörper 11 an der Nabe 2 über eine
winklige Befestigungsplatte einer auf Eisen basierende Legierung
befestigt werden, die an dem äußeren Umfang
des Bremsscheibenkörpers 11 befestigt
ist. In dem Fall eines Einsetzens dieser Struktur wird der Bremsreibklotz
gleitend mit der inneren Umfangsseite des Bremsscheibenkörpers 11 in
Kontakt gebracht.
-
Zusätzlich kann
die Bremsscheibe in jeder Ausführungsform
durch den Gießvorgang
im Gegensatz zum Schmiedevorgang gebildet werden. Das bedeutet,
dass anstelle der Schritte S1 bis S14 in den 5, 7, 9 und 10,
das geschmolzene Metall der Aluminiumlegierung unter einem hohen
Druck in eine Form eingespritzt wird, gefolgt durch Kühlen, Schneiden
der Öffnung
und Entfernen von Metallgraten, und dann geht der Prozess weiter
zu dem Prozess T-6 des Schritts 5.
-
Weiterhin
kann, anstelle der Gasnitrosulfurierung, der Gasnitrierungsprozess
unter den Bedingungen einer Erwärmungstemperatur
von 500 ± 50°C und einer
Erwärmungszeit
von 5 Stunden unter Verwendung der Mischung von N2 und
NH3 verwendet werden.
-
Wenn
diese Erfindung so ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, kann,
da die anderen Komponenten davor geschützt werden, dass sie die Aluminiumlegierung
oder das Material berühren,
wenn die Komponenten in gleitendem Kontakt mit der Galvanisierungsschicht
gelangen, Aluminium oder Materialkomponenten einer hohen Abnutzungsbeständigkeit
vorgesehen werden.
-
Weiterhin
wird, mit der Erfindung, die Galvanisierungsschicht auf der Gleitkontaktfläche aus
unzähligen,
metallischen Teilchen, getrennt voneinander durch Risse, gebildet.
Die metallischen Teilchen können,
der thermischen Expansion der Bremsscheibe folgend, erweitert werden.
-
Deshalb
können
die Bremsscheiben, bei denen thermische Spannungen nicht auftreten
und bei denen es weniger wahrscheinlich ist, dass sich Galvanisierungsschichten
ablösen,
geschaffen werden, wobei ein Aufbau eingesetzt wird, bei dem ein
Metall, das eine hohe Abnutzungsbeständigkeit besitzt, eingesetzt
wird.
-
Weiterhin
können
die metallischen Teile in dem Netzmuster mit winzigen Rissen hergestellt
werden, wobei der Durchmesser des umgebenden Kreises des Netzes
1,5 mm oder weniger beträgt,
die der thermischen Expansion der Bremsscheibe folgen können.
-
Es
ist möglich,
dass Wasser, das in die Risse eintritt, davor bewahrt wird, dass
es in Kontakt mit der Aluminiumlegierung oder dem Material gelangt,
und zwar mittels der Zwischengalvanisierungsschicht, die aus einem
Metall oder einem Material hergestellt ist, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit
besitzt. Deshalb werden, gerade dann, wenn Regenwasser, oder dergleichen,
auf die Bremsscheiben gesprüht
wird, sie nicht korrodieren, und die Galvanisierungsschicht wird
davor geschützt,
dass sie sich als Folge einer Korrosion ablöst.
-
Weiterhin
erhöht
sich eine Abnutzungsbeständigkeit
der Galvanisierungsschicht, wenn eine Nitrierung oder Nitrosulfurierung
bei der Galvanisierungsschicht angewandt wird, um die Härte der
Galvanisierungsschicht zu erhöhen.
Deshalb können
Bremsscheiben, die eine noch höhere
Abnutzungsbeständigkeit
haben, erhalten werden.
-
Weiterhin
erhöht
sich eine Abnutzungsbeständigkeit
der Gleitkontaktfläche
der Aluminiumlegierungsbremsscheibe.
-
Deshalb
kann eine Bremsscheibe geschaffen werden, die leichtgewichtig ist,
während
eine Abnutzungsbeständigkeit
verbessert wird.
-
Zusätzlich erhöht sich
die Abnutzungsbeständigkeit
der Gleitkontaktfläche
des Ventilstößels 28,
der kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, hergestellt aus einer
Aluminiumlegierung.
-
Deshalb
kann der Ventilstößel geschaffen
werden, der leichtgewichtig ist, während eine Abnutzungsbeständigkeit
verbessert wird.
-
Auch
erhöht
sich die Abnutzungsbeständigkeit
der Gleitkontaktfläche
des Kipphebels, der kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, hergestellt
aus einer Aluminiumlegierung.
-
Deshalb
kann der Kipphebel geschaffen werden, der leichtgewichtig ist, während die
Abnutzungsbeständigkeit
verbessert wird.
-
Weiterhin
erhöht
sich die Abnutzungsbeständigkeit
der Gleitkontaktfläche
des Kolbenstiftlochs des Kolbens, der kein Teil der vorliegenden
Erfindung ist, hergestellt aus einer Aluminiumlegierung.
-
Deshalb
kann der Kolbenstift geschaffen werden, der leichtgewichtig ist,
während
die Abnutzungsbeständigkeit
verbessert wird.
-
Weiterhin
erhöht
sich die Abnutzungsbeständigkeit
der Gleitkontaktfläche
des Verbindungsstabes, der kein Teil der vorliegenden Erfindung
ist, hergestellt aus einer Aluminiumlegierung.
-
Deshalb
kann der Verbindungsstab geschaffen werden, der leichtgewichtig
ist, während
die Abnutzungsbeständigkeit
verbessert wird.
-
Zusätzlich wird
eine metallische Schicht, hergestellt aus einem hochabnutzungsbeständigen Metall, auf
der Aluminiumkomponenten durch Galvanisieren aufgebracht, und Risse
werden in der metallischen Schicht mit dem Galvanisierungsvorgang
gebildet. Die Risse ändern
deren Formen zu einem feinen Netzmuster, durch die Wärme, die
erzeugt wird, wenn die Aluminiumkomponente verwendet wird.
-
Da
eine Galvanisierungsvorrichtung für allgemeine Zwecke zum Anwenden
der Erfindung verwendet werden kann, erfordert ein Aufbringen eines
hochabnutzungsbeständigen
Metalls auf der Aluminiumkomponente keine spezielle Verbindungsvorrichtung.
Weiterhin ist eine Vorrichtung oder ein spezieller Prozess, speziell
zum Bilden von Rissen in der metallischen Schicht, nicht erforderlich.
-
Deshalb
können
Bremsscheiben, geeignet zum Verringern des Gewichts und zum Verbessern
der Abnutzungsbeständigkeit,
unter niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Die
Erfindung macht es auch möglich,
eine metallische Schicht zu bilden, die aus einem hochabnutzungsbeständigen Metall,
auf den Bremsscheiben durch Galvanisieren, gebildet ist. Nach dem
Galvanisierungsvorgang können
Risse in einem feinen Netzmuster in der metallischen Schicht über einen
Erwärmungsvorgang
gebildet werden.
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Da
eine Galvanisvorrichtung für
allgemeine Zwecke verwendet werden kann, erfordert ein Aufbringen eines
hochabnutzungsbeständigen
Metalls auf der Aluminiumkomponenten keine spezielle Verbindungsvorrichtung.
Irgendeine Vorrichtung, die dazu vorgesehen ist, Risse in der metallischen
Schicht zu bilden, ist nicht erforderlich.
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Da
das Metall, das die metallische Schicht bildet, und die Aluminiumlegierung,
die die Bremsscheibe bildet, ineinander in dem Erwärmungsvorgang
nach dem Galvanisieren diffundieren, und eine Diffusionsschicht
zwischen den zwei gebildet wird, kann die Adhäsionsfestigkeit der metallischen
Schicht erhöht
werden.
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Risse
in einem feinen Muster können
in der metallischen Schicht durch Wärme erzeugt werden, wenn ein
Nitrosulfurierungsvorgang angewandt wird.
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Ein
Anwenden des Nitrosulfurierungsvorgangs erhöht die Härte der metallischen Schicht.
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Weiterhin
kann die Zwischenschicht durch Galvanisieren, um zu verhindern,
dass Wasser in die Risse, aus einem Kontaktieren mit der Aluminiumlegierung,
eintritt, hergestellt werden.
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Deshalb
können,
da Schichten von zwei Arten von Metallen mit einer einzelnen Galvanisierungsvorrichtung
gebildet werden können,
die Bremsscheiben, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit haben, gebildet werden,
und eine Galvanisierungssicht-Adhäsionsfestigkeit
kann unter niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Deshalb
können,
da Schichten von zwei Arten von Metallen mit einer einzelnen Galvanisierungsvorrichtung
gebildet werden können,
Aluminiumlegierungsteile, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit
und Galvanisierungssicht-Adhäsionsfestigkeit
haben, unter niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird, gemäß der vorliegenden Erfindung,
die Reibfläche
des Bremsscheibenkörpers
durch die Risse in zahlreiche, feine Metallsegmente unterteilt,
die einer thermischen Expansion des Bremsscheibenkörpers folgen
können.
Demzufolge ist es möglich,
eine Bremsscheibe zu schaffen, die frei von thermischen Spannungen
ist, obwohl der Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper mit
einer Metallschicht versehen ist, die eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt.
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Weiterhin
können
die metallischen Teile in dem Netzmuster, hergestellt mit winzigen
Rissen, wobei der Durchmesser des umgebenen Kreises des Netzes 1,5
mm oder geringer ist, der thermischen Expansion des Bremsscheibenkörpers folgen.
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Zusätzlich wird
Wasser, das in die Risse eintritt, davor bewahrt, dass es in Kontakt
mit dem Bremsscheibenkörper,
hergestellt aus der Aluminiumlegierung, mittels der Zwischengalvanisierungsschicht,
hergestellt aus einem Metall, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit
besitzt, gelangt.
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Deshalb
wird, gerade wenn Regentropfen auf der Bremsscheibe niedergeschlagen
werden, keine Korrosion verursacht, so dass eine Trennung der Galvanisierungsschicht
durch Korrosion verhindert wird. Demzufolge ist es möglich, eine
Bremsscheibe zu schaf fen, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit
und eine hohe Bindungs-Festigkeit mit der Galvanisierungsschicht
besitzt.
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Weiterhin
wird eine metallische Schicht, hergestellt aus einem hochabnutzungsbeständigen Metall, auf
dem Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper durch Galvanisieren aufgebracht,
und Risse werden in der metallischen Schicht durch den Galvanisierungsvorgang
gebildet. Die Risse ändern
deren Formen zu einem feinen Netzmuster durch die Wärme, die
dann erzeugt wird, wenn das Aluminiumbauteil verwendet wird.
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Da
eine Galvanisierungsvorrichtung für allgemeine Zwecke zum Anwenden
der Erfindung verwendet werden kann, erfordert das Aufbringen eines
hochabnutzungsbeständigen
Metalls auf dem Aluminiumbauteil keine spezielle Verbindungsvorrichtung.
Weiterhin ist nicht irgendeine Vorrichtung oder ein spezieller Prozess speziell
zum Bilden von Rissen in der Zwischenschicht erforderlich.
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Die
Erfindung macht es möglich,
eine Metallschicht, die aus einem hochabnutzungsbeständigen Metall
hergestellt ist, auf dem Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper durch
Galvanisieren zu bilden. Nach dem Galvanisierungsvorgang können Risse
in einem feinen Netzmuster in der metallischen Schicht über einen Erwärmungsvorgang
gebildet werden.
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Während des
Erwärmungsschritts,
dem Galvanisieren folgend, werden das Metall, das die metallische Schicht
bildet, und die Aluminiumlegierung, die den Bremsscheibenkörper bildet,
ineinander diffundiert, um eine Diffusionsschicht dazwischen zu
bilden. Deshalb wird die Adhäsionsfestigkeit
der Metallschicht verbessert.
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Gemäß der Erfindung
kann eine Metallschicht eines Metalls, das eine hohe Abnutzungsbeständigkeit besitzt,
durch Verschweißen
an dem Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper gebildet
werden. Weiterhin können
Risse in der Form eines feinmaschigen Netzes in der Metallschicht
durch die Wärme,
verwendet beim Durchführen
der Nitrosulfurierung, gebildet werden.
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Da
eine Galvanisierungsvorrichtung für allgemeine Zwecke verwendet
werden kann, erfordert das Aufbringen eines hochabnutzungsbeständigen Metalls
auf dem Bremsscheibenkörper
keine spezielle Verbindungsvorrichtung. Irgendein spezieller Prozess,
speziell zum Bilden von Rissen in der metallischen Schicht, ist nicht
erforderlich. Ein Anwenden des Nitrosulfurierungsvorgangs erhöht die Härte der
metallischen Schicht.
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Deshalb
kann die Bremsscheibe unter niedrigen Kosten hergestellt werden,
während
das Gewicht verringert wird und die Abnutzungsbeständigkeit
durch Erhöhen
der Härte
der metallischen Schicht erhöht
wird.
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Durch
die Wärme
bei der Nitrodesulfurierungsbehandlung werden das Metall, das die
Metallschicht bildet, und die Aluminiumlegierung, die das Bremsscheibenkörperteil
bildet, ineinander diffundiert, um eine Diffusionsschicht dazwischen
zu bilden. Deshalb wird die Adhäsionsfestigkeit
der Metallschicht verbessert.
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Weiterhin
kann die Zwischenschicht durch Galvanisieren hergestellt werden,
um zu verhindern, dass Wasser in die Risse eindringt, um den Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper zu
berühren.
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Demzufolge
können
zwei Arten von Metallschichten durch eine Galvanisierungsvorrichtung
gebildet werden, so dass die Bremsscheibe, die das Merkmal einer
hohen Adhäsionsfestigkeit
besitzt, unter niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird, gemäß der vorliegenden Erfindung,
die Galvanisierungsschicht der Reibfläche durch die Risse in zahlreiche,
getrennte feine Metallsegmente unterteilt, die einer thermischen Expansion
des Bremsscheibenkörpers
folgen können.
Deshalb wird, während
die Bremsscheibenvorrichtung einen Aufbau besitzt, bei dem ein Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper mit
einer Metallschicht einer hohen Abnutzungsbeständigkeit vorgesehen ist, ein
Biegen oder Auslenken nicht durch die Bremswärme hervorgerufen. Weiterhin
kann ein Delaminieren der Metallschicht von dem Bremsscheibenkörper verhindert
werden.
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Weiterhin
ist es, da eine Metallschicht eines Metalls, das eine hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzt, durch Galvanisieren auf dem Aluminiumlegierungs-Bremsscheibenkörper gebildet
wird, nicht notwendig, eine spezifische Verbindungsvorrichtung zu
verwenden.
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Deshalb
ist die Bremsscheibe leicht im Gewicht. Eine Scheibenbremsvorrichtung,
die eine hohe Haltbarkeit besitzt, kann unter niedrigen Kosten geschaffen
werden.
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Weiterhin
werden, wenn die Bremsklötze
in gleitendem Kontakt mit der Galvanisierungsschicht während des
Bremsens stehen, die Bremsklötze,
die eine niedrigere Härte
haben, zuerst abgenutzt. Demzufolge kann die Abnutzung der Bremsscheibe
verhindert werden. Durch Austauschen der Bremsklötze kann die Wartung der Bremsscheibenvorrichtung
unter niedrigen Kosten vorgenommen werden.
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Mit
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung können
die herkömmlichen
Bremsklötze
verwendet werden. Es ist deshalb möglich, eine Scheibenbremsvorrichtung
unter viel niedrigeren Herstellungskosten zu schaffen.