Bremsscheibe einer Scheibenbremse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse, die aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist, der zumindest als Legierungselement einen bestimmten Kohlenstoffanteil enthält.

Die metallischen Werkstoffe zur Herstellung von Bremsscheiben müssen nicht nur verschleißfest sein, sondern sie müssen auch thermisch relativ hoch belastbar sein, damit es nicht zu den sogenannten Hitzerissen kommt. Die bislang verwendeten Werkstoffe enthalten bestimmte relativ hohe Anteile von Molybdän. Die Preise für diese Legierungselemente sind in der letzten Zeit auf nicht mehr vertretbare Höhen gestiegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen metallischen Werkstoff als Ersatzwerkstoff für solche Werkstoffe zu schaffen, die einen relativ hohen Anteil an Molybdän enthalten, wobei vom Verschleiß und vom thermischen Verhalten her dieser Werkstoff als gleichwertig anzusehen ist.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die Bremsscheibe aus einem Gusseisen mit einem Kohlenstoffanteil zwischen 3,65 und 3,75 % gefertigt ist.

Die bislang verwendeten Stahlsorten enthalten einen Anteil von Kohlenstoff, der unter 2 % liegt. Es wurde nun ermittelt, dass durch die Verwendung von Gusseisen mit einem deutlich höheren Kohlenstoffgehalt eine hinreichende Wärmeleitfähigkeit und eine ausreichende Verschleißfestigkeit gegeben ist. Die Gefahr von den sogenannten Hotspots ist reduziert und die Bildung von Hitzerissen ist als geringfügig anzusehen. Die Kosten für die Herstellung dieses Gusseisens sind deutlich geringer als die von Molybdän enthaltenden Stahlsorten. Aufgrund der thermischen und mechanischen Eigenschaften kann dieses Gusseisen wirtschaftlich für die Fertigung der Bremsscheiben eingesetzt werden.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bremsscheibe aus einem niedrig legierten Gusseisen mit Lamellengraphit und weiteren Legierungselementen gefertigt ist. Der prozentuale Anteil der weiteren Legierungselemente ist allerdings gering, wie nachstehend noch beschrieben wird.

Es ist ferner noch vorgesehen, dass das Gusseisen gegebenenfalls einen Chromanteil zwischen 0,15 und 0,35 % enthält, und dass das Gusseisen darüber hinaus einen relativ geringen Anteil von Vanadium enthält, der zwischen 0,02 und 0,05 % liegt. Diese Legierungselemente führen zur Bildung von Karbiden, die die Verschleißfes- tigkeit erhöhen. Bei dem erfindungsgemäßen Gusseisen mit den Legierungselementen ist besonders berücksichtigt, dass keine relativ kostenintensive Legierungselemente verwendet werden. Darüber hinaus sollen im Schrott vorhandene Bestandteile verwendbar sein, um die gewünschten Eigenschaften des Gusseisens zu erreichen.

Die Festigkeit von metallischen Werkstoffen wird mit einem zunehmenden Anteil von Kohlenstoff geringer. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Gusseisen als weiteres Legierungselement einen Kupferanteil zwischen 0,3 und 0,6 % enthält. Dieser Kupferanteil wirkt der Abnahme der Festigkeit entgegen. Darüber hinaus kann das Gusseisen noch weitere Legierungselemente enthalten. So könnte der Anteil an Silizium zwischen 1 ,5 und 2,1 %, der Anteil von Mangan zwischen 0,6 und 0,8 %, der Anteil an Vanadium zwischen 0,02 und 0,05 %, der Anteil von Zinn zwischen 0,05 bis 0,1 % und der Sättigungsgrad sollte maximal bei 1,02 % liegen.

Darüber hinaus könnten dem Gusseisen noch weitere Legierungselemente beigemengt werden. So ist es durchaus vertretbar, dass der Phosphoranteil maximal 0,10 %, der Schwefelanteil maximal 0,12 %, der Nickelanteil maximal 0,20 % und der Molybdänanteil maximal 0,18 % beträgt. Die Angaben beziehen sich auf Gewichtsprozente.

Das zuvor beschriebene Gusseisen mit den Legierungselementen hat eine für Bremsscheiben ausreichende Zugfestigkeit und auch eine ausreichende Härte. Da kostenintensive Legierungselemente weitgehend ausgeschlossen werden, ist es kostengünstig herstellbar.