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DE102008002538B4 - Brake caliper made of at least 2 components - Google Patents

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DE102008002538B4
DE102008002538B4 DE102008002538.0A DE102008002538A DE102008002538B4 DE 102008002538 B4 DE102008002538 B4 DE 102008002538B4 DE 102008002538 A DE102008002538 A DE 102008002538A DE 102008002538 B4 DE102008002538 B4 DE 102008002538B4
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stiffening element
caliper
component
base body
brake
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Gert Lindemann
Matthias Leonhardt
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Bremssattel aus mindestens 2 Komponenten, wobei zumindest eine Komponente als Versteifungselement (34a) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) mit mindestens einer zweiten Komponente (35a) kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden ist, wobei das mindestens eine Versteifungselement (34a) ein Grundkörper mit infiltrierter Leichtmetalllegierung ist und das in den Grundkörper infiltrierte Leichtmetall eine Aluminiumlegierung AlSi12oder AlSi7Mg ist.Brake caliper made of at least 2 components, at least one component being designed as a stiffening element (34a), characterized in that the at least one stiffening element (34a) is connected to at least one second component (35a) in a force-locking and / or form-locking manner, the at least one stiffening element (34a) is a base body with an infiltrated light metal alloy and the light metal infiltrated into the base body is an aluminum alloy AlSi12 or AlSi7Mg.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Bremssattel insbesondere, wie er bei Kraftfahrzeugen mit Scheibenbremsen eingesetzt wird, sowie die Herstellung eines solchen Bremssattels nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates in particular to a brake caliper of the type used in motor vehicles with disc brakes, as well as the production of such a brake caliper according to the preamble of the independent claims.

Bremseinheiten finden immer in den Bereichen Anwendung, in denen die Bewegung von Systemen kontrolliert verringert oder zum Stillstand geführt werden sollen. Bekannte Bauformen von Bremseinheiten bei z.B. im Straßenverkehr eingesetzten Kraftfahrzeugen sind zum Beispiel Backenbremsen, Trommelbremsen und Scheibenbremsen. Beim Bremsvorgang wirken auf die Bauteile der Bremseinheit hohe Bremskräfte ein, so dass diese erheblichen statischen und dynamischen Beanspruchungen standhalten müssen. So wird bei der Scheibenbremse die auf der Radwelle mitlaufende Bremsscheibe durch den relativ dazu feststehenden Bremssattel abgebremst. Die notwendige Bremskraft wird durch Anpressen von Bremsbelägen gegen die Bremsscheibe im Brückenbereich des Bremssattels aufgebracht. Brückenbereiche im Bremssattel sind somit besonders stark beanspruchte Bereiche.Brake units are always used in areas in which the movement of systems is to be reduced in a controlled manner or brought to a standstill. Known designs of brake units in e.g. Motor vehicles used in road traffic are, for example, shoe brakes, drum brakes and disc brakes. During the braking process, high braking forces act on the components of the braking unit, so that they have to withstand considerable static and dynamic loads. In the case of the disc brake, for example, the brake disc running on the wheel shaft is braked by the brake caliper which is fixed relative to it. The necessary braking force is applied by pressing brake linings against the brake disc in the bridge area of the brake caliper. Bridge areas in the brake caliper are therefore particularly heavily used areas.

Die notwendige Steifigkeit der Bremssättel für die beim Bremsen auftretenden Beanspruchungen wird maßgeblich durch die konstruktive Ausführung und die Werkstoffauswahl bestimmt. Neben einer optimalen konstruktiven Gestaltung kommen aus diesem Grund im allgemeinen Werkstoffe zum Einsatz, die einen möglichst hohen E-Modul aufweisen. Üblicherweise werden Bremssätteln aus Gusseisen mit Kugelgraphit (GGG) hergestellt. Der E-Modul liegt zum Beispiel beim Gusseisenwerkstoff GGG50 bei EGGG50=170 GPa. Nachteilig wirkt sich jedoch die hohe Dichte von Gusseisen mit ς GGG 50 = 7,1  g/cm 3

Figure DE102008002538B4_0001
aus. Infolge dessen weisen derartige Bremssättel insgesamt eine hohe Masse auf.The necessary rigidity of the brake calipers for the stresses occurring during braking is largely determined by the design and the choice of material. For this reason, in addition to an optimal structural design, materials are generally used that have the highest possible modulus of elasticity. Brake calipers are usually made of spheroidal graphite cast iron (GGG). The modulus of elasticity for the cast iron material GGG50, for example, is E GGG50 = 170 GPa. However, the high density of cast iron has a disadvantage ς GGG 50 = 7.1 g / cm 3
Figure DE102008002538B4_0001
out. As a result, such brake calipers have a high overall mass.

Zur Erreichung einer Gewichtsreduzierung sind Leichtbau-Bremssättel bekannt, bei denen die Bauteile aus Leichtmetallen, wie z.B. aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt werden. So weist die Aluminiumlegierung ALSi7Mg mit ς AlSi 7 Mg = 2,7  g/cm 3

Figure DE102008002538B4_0002
eine deutlich geringere Dichte auf, als vergleichsweise Gusseisen mit Kugelgraphit. Somit kann die Bauteilmasse verringert werden. Dem gegenüber steht jedoch ein ungünstig niedriges Widerstandsvermögen der Leichtmetalle gegen Verformung infolge eines niedrigen E-Moduls. Zur Erreichung der notwendigen Bauteilsteifigkeit, vor allem in den besonders beanspruchten Bremssattelbereichen, wie zum Beispiel im Brückenbereich, sind diese Bereiche konstruktiv mit einer entsprechend größeren Dicke auszuführen. Diese Möglichkeit ist jedoch nicht immer gegeben, da vielfach der zur Verfügung stehende Bauraum für derartige Bremseinheiten, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, begrenzt ist.To achieve a weight reduction, lightweight brake calipers are known in which the components are made of light metals, such as an aluminum alloy. The aluminum alloy ALSi has 7 Mg ς AlSi 7th Mg = 2.7 g / cm 3
Figure DE102008002538B4_0002
has a significantly lower density than comparatively spheroidal graphite cast iron. The component mass can thus be reduced. On the other hand, however, there is an unfavorably low resistance of light metals to deformation as a result of a low modulus of elasticity. In order to achieve the necessary component rigidity, especially in the particularly stressed brake caliper areas, such as in the bridge area, these areas must be designed with a correspondingly greater thickness. However, this possibility is not always given, since the space available for such brake units, in particular in motor vehicles, is often limited.

Eine Möglichkeit, die erforderlichen Wandstärken dennoch gering zu halten, ist die lokale Versteifung von Bereichen in Leichtbau-Bremssättel mit einem Werkstoff höheren E-Moduls. Somit kann weiterhin insgesamt eine Gewichtsreduzierung derartiger Bremssättel erreicht werden, wobei gleichzeitig die Wandstärken im Vergleich zu den Ausführungen der Leichtbau-Bremssättel ohne lokale Versteifung geringer ausgeführt werden können. Folglich kann auch der zur Verfügung stehende Bauraum leichter eingehalten werden.One possibility of keeping the required wall thicknesses low is the local stiffening of areas in lightweight brake calipers with a material with a higher modulus of elasticity. In this way, the overall weight of such brake calipers can still be reduced, while at the same time the wall thicknesses can be made smaller compared to the designs of the lightweight brake calipers without local stiffening. As a result, the available installation space can also be adhered to more easily.

In der Schrift US 6 719 104 B1 wird ein Bremssattel für eine Bremseinheit für Fahrzeuge sowie die Herstellung eines solchen beschrieben. Dabei weist der Brückenbereich lokale Versteifungselemente aus einem Verbundwerkstoff auf. Die Versteifungselemente sind als Insert- Komponenten in unterschiedlichen Ausführungen durch Umgießen zum Beispiel mit einer Aluminiumlegierung im Brückenbereich implementiert.In Scripture US 6,719,104 B1 describes a brake caliper for a brake unit for vehicles and the manufacture of such a device. The bridge area has local stiffening elements made of a composite material. The stiffening elements are implemented as insert components in different designs by encapsulating, for example, an aluminum alloy in the bridge area.

In der Schrift US 5 433 300 A ist ebenfalls ein Bremssattel mit einem Brückenbereich beschrieben, welcher als Versteifungselement eine eingelegte Insert-Komponente aufweist. Die Insert-Komponente besteht aus einem Keramikwerkstoff mit einer porösen Wabenstruktur. Zur Anfertigung des Bremssattels wird die Insert-Komponente in einer Gussform positioniert. Das keramische Versteifungselement wird dann mit einem Leichtmetall vollkommen umgossen. Infolge des verwendeten Druckgussverfahrens dringt das Leichtmetall auch in die Insert-Komponente ein und füllt die Wabenstruktur aus. Auch hier sind die Bauteile durch Stoffschluss miteinander verbunden.In Scripture U.S. 5,433,300 A a brake caliper with a bridge area is also described which has an inserted insert component as a stiffening element. The insert component consists of a ceramic material with a porous honeycomb structure. To manufacture the brake caliper, the insert component is positioned in a mold. The ceramic stiffening element is then completely encased with a light metal. As a result of the die-casting process used, the light metal also penetrates the insert component and fills the honeycomb structure. Here, too, the components are connected to one another by a material bond.

In der nachveröffentlichen Anmeldung DE 10 2006 051 200 A1 wird die Herstellung eines Körpers aus einem Metall-Keramik-Verbundwerkstoff beschrieben und dessen Verwendung als Insert-Komponente zur Versteifung von Leichtbauteilen, insbesondere im Kraftfahrzeugbau. Die Insert-Komponente wird in die Gussform für ein Leichtbauteil eingebracht, wobei durch den anschließenden Vergießprozess die Herstellung des Leichtbauteils erfolgt.In the post-published registration DE 10 2006 051 200 A1 describes the production of a body from a metal-ceramic composite material and its use as an insert component for stiffening lightweight components, particularly in motor vehicle construction. The insert component is introduced into the mold for a lightweight component, with the lightweight component being manufactured in the subsequent casting process.

In der Schrift WO 2004/018 718 A1 wird ein Einlegeteil aus einem Faserverbundwerkstoff als Versteifungselement im Brückenbereich eines Bremssattels offenbart. Dieses Einlegeteil besteht aus einer Aluminiumlegierung und ist mit kontinuierlichen Keramik-Fasern durchzogen. Das Einlegeteil wird dann in einer Gussform im Brückenbereich angeordnet und mit einer Aluminiumlegierung zu einem Bremssattel gegossen. Zur Verbesserung der Anbindung des Einlegeteils an das es umschließende Leichtmetall ist auf dessen Teileoberfläche eine zusätzliche Haftbeschichtung aus Ni aufgebracht.In Scripture WO 2004/018 718 A1 discloses an insert made of a fiber composite material as a stiffening element in the bridge area of a brake caliper. This insert consists of an aluminum alloy and is criss-crossed with continuous ceramic fibers. The insert is then placed in a mold in the bridge area and sealed with an aluminum alloy cast a caliper. To improve the connection between the insert and the light metal surrounding it, an additional adhesive coating made of Ni is applied to the surface of the insert.

Bei allen bisher bekannten Bremssätteln mit vollkommenen umgossenen Versteifungselementen besteht bei den eingesetzten Gießverfahren prinzipiell die Gefahr, dass Gussfehler, fehlerhafte Positionierung der Einlegeteile innerhalb der Gussform und unzureichende Anbindung des Versteifungselementes an das Gussmaterial des Bremssattels auftreten können. Dies kann zu einer Erhöhung der Schadensanfälligkeit des Bremssattels im Betrieb führen. Außerdem sind beim Umgießen mit der Leichtmetallschmelze als auch bei einer zum Aushärten der Leichtmetall anschließenden Wärmebehandlung die eingelegten und umgossenen Insert-Komponenten hohen Temperaturen ausgesetzt. Temperaturbedingt können Fehlstellen im Versteifungselement entstehen, die die Belastbarkeit der Bremssättel reduziert.
Oft ist es notwendig das Versteifungselement mit einer Haftbeschichtung zu versehen, um eine ausreichende Anbindung an den Gusswerkstoff zu erreichen. Dies ist ein zusätzlicher Prozessschritt, welcher weitere Fertigungskosten verursacht. Ferner ist fertigungsbedingt bei Bremssätteln mit umgossenen Versteifungselement immer der Gusswerkstoff mit einer entsprechenden Dicke an den Außenflächen des Versteifungselementes vorzusehen. Somit kann nicht der gesamte Querschnitt in diesem Bereich zu einer versteifenden Wirkung mit dem hierfür vorgesehenen Werkstoff mit höherem E-Modul genutzt werden. Bei Bremssättel, die außerdem mittels Druckgussverfahren komplett gegossen werden, sind die konstruktiven Gestaltungsregeln für den gesamten Bremssattel zu beachten. Da beim Druckguss im Wesentlichen nur Schieber und keine Kerne verwendet werden können, ist man durch eine möglichst symmetrische Ausgestaltung in der konstruktiven Ausführung eingegrenzt.
With all previously known brake calipers with completely encapsulated stiffening elements, there is in principle the risk that casting errors, incorrect positioning of the inserts within the casting mold and insufficient connection of the stiffening element to the casting material of the brake caliper can occur. This can lead to an increase in the susceptibility of the brake caliper to damage during operation. In addition, when the light metal melt is poured around it, and also during a subsequent heat treatment to harden the light metal, the inserted and encapsulated insert components are exposed to high temperatures. Temperature-related defects can occur in the stiffening element, which reduce the load-bearing capacity of the brake calipers.
It is often necessary to provide the stiffening element with an adhesive coating in order to achieve a sufficient connection to the cast material. This is an additional process step that causes additional manufacturing costs. Furthermore, due to the manufacturing process, in the case of brake calipers with encapsulated stiffening element, the cast material must always be provided with a corresponding thickness on the outer surfaces of the stiffening element. Thus, the entire cross section in this area cannot be used for a stiffening effect with the material provided for this with a higher modulus of elasticity. In the case of brake calipers, which are also completely cast using the die-casting process, the design rules for the entire brake caliper must be observed. Since essentially only slides and no cores can be used in die casting, the structural design is limited by a configuration that is as symmetrical as possible.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Bremssattel sieht vor, dass mindestens eine als Versteifungselement ausgebildete Komponente des Bremssattels mit mindestes einer zweiten Komponente des Bremssattels kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Dadurch ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen einem Versteifungselement und den anderen Komponenten des Bremssattels entfällt. Durch eine derartige kraft- und/oder formschlüssige Verbindung ist insgesamt eine Erhöhung der Fehlertoleranz bei der Herstellung des Bremssattels im Vergleich von bisherigen stoffschlüssigen Verfahren möglich.The brake caliper according to the invention provides that at least one component of the brake caliper designed as a stiffening element is non-positively and / or positively connected to at least one second component of the brake caliper. This has the advantage over the prior art that there is no material connection between a stiffening element and the other components of the brake caliper. Such a non-positive and / or positive connection makes it possible overall to increase the error tolerance in the manufacture of the brake caliper in comparison with previous cohesive methods.

Auch bezüglich der in den besonders beanspruchten Bereichen des Bremssattels erreichbaren Steifigkeit weist der erfindungsgemäße Bremssattel Vorteile auf gegenüber dem Stand der Technik. Der Bremssattel der vorliegenden Erfindung weist in diesen Bereichen einen Querschnitt auf, der ausschließlich aus einem Werkstoff mit einem hohen E-Modul besteht. Somit kann im Vergleich zu bisherigen Bremssätteln bei gleichem Querschnitt eine höhere Steifigkeit erreicht werden oder bei gleicher Steifigkeit ein kleinerer Querschnitt gewählt werden. Dies hat zur Folge, dass eine Bauraumreduzierung erreicht werden kann. Alternativ kann aber auch der eingesparte Bauraum genutzt werden, z.B. bei einer Scheibenbremse für den Einsatz von Bremsscheiben mit einem größeren Scheibendurchmesser.The brake caliper according to the invention also has advantages over the prior art with regard to the stiffness that can be achieved in the particularly stressed areas of the brake caliper. The brake caliper of the present invention has a cross section in these areas that consists exclusively of a material with a high modulus of elasticity. In comparison to previous brake calipers, a higher rigidity can be achieved with the same cross section or a smaller cross section can be selected with the same rigidity. This has the consequence that a reduction in installation space can be achieved. Alternatively, the space saved can also be used, e.g. with a disc brake for the use of brake discs with a larger disc diameter.

Zusätzlich ist beim erfindungsgemäßen Bremssattel vorteilhaft, dass durch eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung von mindestens einem Versteifungselement mit mindestens einer weiteren Komponente des Bremssattels die optimale konstruktive Ausgestaltung der Einzelkomponenten nur wenig eingeschränkt wird. Erfindungsgemäß ergeben sich durch die vorerst getrennten Sattelkomponenten vorab für sich einfachere Bauteilkomponenten. Diese können jeweils optimiert auf die vorliegenden Belastungen und den zu Verfügung stehenden Bauraum ausgeführt werden. Erst durch die anschließende kraft- und/oder formschlüssige Verbindung ergibt sich die komplexere Form des Gesamtsattels.In addition, it is advantageous in the brake caliper according to the invention that the optimal structural design of the individual components is only slightly restricted by a non-positive and / or positive connection of at least one stiffening element with at least one further component of the brake caliper. According to the invention, the initially separate saddle components result in component components that are simpler in themselves. These can each be optimized for the existing loads and the available installation space. The more complex shape of the overall saddle results only through the subsequent non-positive and / or positive connection.

Ein weiterer Vorteil ist der sehr einfache und kostengünstige Fertigungsprozess für den erfindungsgemäßen Bremssattel. Eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung erfordert lediglich eine Bearbeitung der Stoßstellen. Dies kann beispielsweise durch mechanische Verfahren erfolgen. Da das Versteifungselement als eigenständige Komponente und die weiteren Komponenten des Bremssattels jeweils getrennt voneinander gefertigt werden, ergibt sich bis zur Endmontage der Komponenten eine vereinfachte Logistik.Another advantage is the very simple and inexpensive manufacturing process for the brake caliper according to the invention. A non-positive and / or positive connection only requires machining of the joints. This can be done for example by mechanical methods. Since the stiffening element as an independent component and the other components of the brake caliper are each manufactured separately from one another, the result is simplified logistics up to the final assembly of the components.

Ebenfalls sehr vorteilhaft ist, dass durch das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren des Bremssattels das mindestens eine vorhandene Versteifungselement keinen Temperaturbehandlungen ausgesetzt ist. Beim erfindungsgemäßen Bremssattel kann eine vollkommen getrennte Fertigung des Versteifungselementes einerseits und der mindestens einen weiteren Komponente des Bremssattels beispielsweise aus Leichtmetall erfolgen. Demzufolge kann ausschließlich die mindestens eine weitere Komponente des Bremssattels einem für sie vorgesehenen und optimierten Härteverfahren unterzogen werden.It is also very advantageous that the at least one existing stiffening element is not exposed to any temperature treatments due to the manufacturing method according to the invention for the brake caliper. In the brake caliper according to the invention, the stiffening element on the one hand and the at least one further component of the brake caliper can be manufactured completely separately, for example from light metal. As a result, only the at least one further component of the brake caliper can be subjected to a hardening process that is intended and optimized for it.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

  • 1 einen grundsätzlichen Aufbau einer Scheibenbremse in einer perspektivischen Darstellung,
  • 2 einen Bremssattel gemäß Stand der Technik im Zusammenbau mit angrenzenden Bauteilen in einer perspektivischen Darstellung,
  • 3 einen erfindungsgemäßen Bremssattel in perspektivischer Darstellung,
  • 4 eine beispielhafte Ausführung einer Verbindung in einem erfindungsgemäßen Bremssattel zwischen einem Versteifungselement und mindestens einer weiteren Komponente des Bremssattels
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the description below. Show it
  • 1 a basic structure of a disc brake in a perspective view,
  • 2 a brake caliper according to the state of the art in assembly with adjacent components in a perspective view,
  • 3 a brake caliper according to the invention in a perspective view,
  • 4th an exemplary embodiment of a connection in a brake caliper according to the invention between a stiffening element and at least one further component of the brake caliper

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In 1 und 2 wird allgemein der grundsätzliche Aufbau einer Scheibenbremse erläutert, wie er insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwendet wird. Dabei ist eine Bremsscheibe 10 über mehrere Verschraubungen 15 an eine drehbare Radachse verbunden. An einer Stelle ihres Umfangs taucht die Bremsscheibe 10 bereichsweise in einen nahezu u-förmig sie umgreifenden Bremssattel 50 ein. 2 zeigt den Bremssattel 50 mit angrenzenden Bauteilen. In 1 and 2 the basic structure of a disc brake as it is used in particular in motor vehicles is explained in general. There is a brake disc 10 over several screw connections 15th connected to a rotatable wheel axle. The brake disc emerges at one point on its circumference 10 in some areas in an almost U-shaped brake caliper encompassing them 50 one. 2 shows the caliper 50 with adjacent components.

Der Bremssattel 50 ist über Befestigungsstellen 22 und 52 kraftschlüssig mit einem Sattelgehäuse 20 verbunden. Das Sattelgehäuse 20 ist rahmenartig ausgeführt und weist weitere Verschraubungsstellen 24 auf. Über diese Verschraubungsstellen 24 ist der Verbund von Bremssattel 50 und Sattelgehäuse 20 insgesamt relativ zur drehbaren Bremsscheibe 10 an einer Fahrzeugkarosserie fest verbunden. Der Bremssattel 50 ist im Querschnitt gesehen nahezu u-förmig ausgebildet, wobei zwischen beiden Schenkeln 58 und 59 die Bremsscheibe 10 angeordnet ist. Beide Schenkel 58 und 59 zeigen somit nach innen in Richtung des Mittelpunktes der Bremsscheibe 10. Der zur Fahrzeugkarosserie gewandte Schenkel 58 des Bremssattels 50 ist länger und massiver ausgeführt, wobei am Ende des Schenkels 58 die Befestigungsstellen 52 zum Sattelgehäuse 20 ausgebildet sind. Der massive innere Bereich des Schenkels 58 weist zwei auf gleicher Ebene parallel zueinander liegende becherartige Aussparungen 56 auf. Diese Aussparungen 56 nehmen jeweils einen hydraulischen oder pneumatischen Kolbenzylinder auf. Zwischen einer Seitenfläche der Bremsscheibe 10 und ihr jeweils zugewandten Schenkel 58 oder 59 des Bremssattels 50 ist jeweils ein Bremsbelag 40 angeordnet. Die Größe der Bremsbeläge 40 entspricht in etwa dem in den Bremssattel 50 eingetauchten Flächenbereich der Stirnseiten der Bremsscheibe 10. Bei nicht betätigter Bremse 100 sind die Bremsbeläge 40 jeweils gerade so weit von den Stirnflächen der Bremsscheibe 10 beabstandet, dass bei einem in Bewegung befindlichen Fahrzeug die dann mit der Radachse mitdrehende Bremsscheibe 10 ohne Berührung zu einer Bremskomponente drehen kann. Zum Abbremsen des Fahrzeugs wird die Bremse 100 betätigt. Dabei fahren die im Schenkel 58 des Bremssattels 50 befindlichen zwei Kolbenzylinder kontrolliert aus. Gleichzeitig werden dadurch beidseitig die Bremsbelege 40 auf die jeweilige Stirnseite der Bremsscheibe 10 angepresst. Die dadurch auftretende Reibkraft zwischen den Bremsbelägen 40 und der Bremsscheibe 10 wirkt als Bremskraft und verringert die Fahrzeugbewegung. Während des Bremsvorganges ist der Bremssattel 50 gegen die kraftaufbringenden Kolbenzylinder hin verspannt. Dies führt zu starken mechanischen Beanspruchungen, was durch den infolge der Reibkräfte erzeugten Temperaturanstieg innerhalb des Bremssattels 50 zusätzlich erhöht wird.The caliper 50 is about attachment points 22nd and 52 frictionally with a saddle housing 20th connected. The saddle housing 20th is designed like a frame and has additional screwing points 24 on. About these screw connections 24 is the composite of the brake caliper 50 and saddle housing 20th overall relative to the rotatable brake disc 10 firmly connected to a vehicle body. The caliper 50 is almost U-shaped when seen in cross section, with between the two legs 58 and 59 the brake disc 10 is arranged. Both legs 58 and 59 thus point inwards towards the center of the brake disc 10 . The leg facing the vehicle body 58 of the caliper 50 is made longer and more massive, at the end of the leg 58 the attachment points 52 to the saddle housing 20th are trained. The massive inner area of the thigh 58 has two cup-like recesses lying parallel to one another on the same plane 56 on. These cutouts 56 each accommodate a hydraulic or pneumatic piston cylinder. Between a side surface of the brake disc 10 and their thighs facing each other 58 or 59 of the caliper 50 is a brake pad each 40 arranged. The size of the brake pads 40 roughly corresponds to that in the caliper 50 immersed surface area of the end faces of the brake disc 10 . When the brake is not applied 100 are the brake pads 40 just so far from the end faces of the brake disc 10 at a distance that, when a vehicle is in motion, the brake disc then rotates with the wheel axle 10 can rotate without touching a brake component. The brake is used to brake the vehicle 100 actuated. They drive in the thigh 58 of the caliper 50 located two piston cylinders. At the same time, the brake pads are removed on both sides 40 on the respective face of the brake disc 10 pressed on. The resulting frictional force between the brake pads 40 and the brake disc 10 acts as a braking force and reduces vehicle movement. The brake caliper is during the braking process 50 braced against the force-applying piston cylinder. This leads to strong mechanical stresses, which is caused by the temperature rise within the brake caliper generated as a result of the frictional forces 50 is additionally increased.

3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Bremssattel 50a. Der prinzipielle Einbau beispielsweise in eine Bremseinheit und der Zusammenbau mit angrenzenden Bauteilen entsprechen bei einer Ausführung der Bremseinheit als Scheibenbremse im Wesentlichen den Beschreibungen gemäß den 1 und 2. Das gleiche gilt für die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Bremssattels 50a. Der Unterschied im Aufbau eines der Erfindung zugrunde liegenden Bremssattels 50a ist primär an den Stellen zu finden, die im Betrieb der Bremseinheit 100 durch auftretende Belastungen besonders hoch mechanisch beansprucht sind. Je nach konstruktiver Ausführung des Bremssattels 50a können diese Bereiche variieren. Allen diesen Ausführungen ist gemein, dass der Bremssattel 50a in der Regel in besonders hoch beanspruchten Bereichen zumindest eine Komponente als Versteifungselement 34a aufweist Dieses zumindest eine Versteifungselement 34a ist dann zumindest mit einer zweiten Komponente 35a des Bremssattels 50a kraft- und/oder formschlüssig verbunden. 3 shows a brake caliper according to the invention in a perspective view 50a . The basic installation, for example in a brake unit, and the assembly with adjacent components, when the brake unit is designed as a disc brake, essentially correspond to the descriptions according to FIG 1 and 2 . The same applies to the functioning of a brake caliper according to the invention 50a . The difference in the structure of a brake caliper on which the invention is based 50a is primarily to be found at the points that are in operation of the brake unit 100 are subject to particularly high mechanical loads due to the loads that occur. Depending on the design of the brake caliper 50a these ranges can vary. All these versions have in common that the brake caliper 50a usually at least one component as a stiffening element in particularly highly stressed areas 34a This has at least one stiffening element 34a is then at least with a second component 35a of the caliper 50a non-positively and / or positively connected.

So ist beispielsweise der Brückenbereich des Bremssattels 50, 50a ein mechanisch hochbeanspruchter Bereich. Als Brückenbereich wird in der Regel jener Teil des Bremssattels 50, 50a betrachtet, der zangenartig die in den Bremssattel 50, 50a eintauchende Bremsscheibe 10 umschließt Darunter ist insbesondere der Schenkel 59 und zumindest ein der Bremsscheibe 10 zugewandte Teil des Schenkels 58 zu verstehen, sowie ein beide Schenkel 58, 59 verbindender Brückenboden 55.This is for example the bridge area of the brake caliper 50 , 50a a mechanically highly stressed area. The bridge area is usually that part of the brake calliper 50 , 50a considered the pliers-like in the caliper 50 , 50a submerged brake disc 10 encloses The leg in particular 59 and at least one of the brake disc 10 facing part of the thigh 58 to understand, as well as both legs 58 , 59 connecting bridge floor 55 .

Gemäß der einen Ausführung des erfindungsgemäßen Bremssattels 50a in 3 ist ein Teil des Brückenbereichs als ein Versteifungselement 34a ausgebildet. Das Versteifungselement 34a umfasst den Schenkel 59 und den Brückenboden 55 des Bremssattels 50a. Das Versteifungselement 34a ist hauptsächlich als eine belastungsaufnehmende Komponente des Bremssattels 50a ausgelegt und optimiert. Innerhalb eines Verbindungsbereiches 60 ist das Versteifungselement 34a mit einem Brückensockel 35a kraft- und/oder formschlüssig verbunden angeordnet So kann der Brückensockel 35a beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 54 kraftschlüssig über Verschraubungsstellen 53a mit dem Versteifungselement 34a verschraubt sein.According to one embodiment of the brake caliper according to the invention 50a in 3 is a Part of the bridge area as a stiffening element 34a educated. The stiffening element 34a includes the thigh 59 and the bridge floor 55 of the caliper 50a . The stiffening element 34a is mainly used as a load-bearing component of the caliper 50a designed and optimized. Within a connection area 60 is the stiffening element 34a with a bridge base 35a Arranged non-positively and / or positively connected So the bridge base 35a for example with the help of screws 54 non-positive via screw connection points 53a with the stiffening element 34a be screwed.

Der Brückensockel 35a ist beispielsweise im Vergleich zum Versteifungselement 34a vorzugsweise die weniger beanspruchte Komponente des Bremssattels 50a. Somit kann der Brückensockel 35a aus einem Werkstoff bestehen, welcher im Gegensatz zum Versteifungselement 34a keine großen Anforderungen an die Festigkeit und Steifigkeit stellt. Vorteilsweise besteht eine solche Komponente aus einem Werkstoff mit niedriger Dichte. Damit kann die Gesamtmasse des Bremssattels 50a reduziert werden. In Frage kommen für derartige Komponenten Leichtmetalllegierungen, insbesondere bei einer Serienfertigung solche, die vergiessbar und aushärtbar sind. Gut geeignet sind aushärtbare Aluminiumlegierungen, wie z.B. AlSi7Mg.The bridge base 35a is for example compared to the stiffening element 34a preferably the less stressed component of the brake caliper 50a . Thus the bridge base can 35a consist of a material which, in contrast to the stiffening element 34a does not make great demands on strength and rigidity. Such a component is advantageously made of a material with a low density. This allows the total mass of the caliper 50a be reduced. Light metal alloys come into question for such components, especially those that can be cast and hardened in series production. Hardenable aluminum alloys, such as AlSi 7 Mg, are well suited.

Das Versteifungselement 34a ist für eine optimale Belastungsaufnahme sehr steif ausgeführt. Neben der konstruktiven Ausgestaltung wird zur Erreichung einer hohen Steifigkeit ein Werkstoff mit einem hohen E-Modul gewählt. Damit können auch die Wandstärken des Versteifungselementes 34a schmal ausgeführt werden. Werden bei kraftschlüssigen Verbindungen Gewinde direkt in den Versteifungselementen 34a vorgesehen, können Werkstoffe wie z.B. verschiedene Stahllegierungen oder auch Molybdän verwendet werden. Weist der gewählte Werkstoff dagegen noch eine geringe Dichte auf, kann die Masse des Bremssattels 50a insgesamt zusätzlich reduziert werden. Beide Eigenschaften werden in idealer Weise durch ein Versteifungselement 34a aus einem Verbundwerkstoff erfüllt Bereits Guss-MetallMatrix Komposite (Cast-MMC) zeigen, wenn auch nicht sehr ausgeprägt, einen erhöhten E-Modul auf. Vorteilhafter ist der Einsatz von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe. Diese Verbundwerkstoffe weisen sehr oft einen E-Modul > 150MPa auf.The stiffening element 34a is designed to be very stiff for optimal load absorption. In addition to the structural design, a material with a high modulus of elasticity is chosen to achieve high rigidity. This also allows the wall thicknesses of the stiffening element 34a be made narrow. In the case of non-positive connections, threads are used directly in the stiffening elements 34a provided, materials such as various steel alloys or molybdenum can be used. If, on the other hand, the selected material still has a low density, the mass of the brake caliper can 50a are also reduced overall. Both properties are ideally achieved by a stiffening element 34a from a composite material fulfilled Cast-metal matrix composites (Cast-MMC) already show an increased modulus of elasticity, although not very pronounced. The use of metal-ceramic composite materials is more advantageous. These composite materials very often have a modulus of elasticity> 150MPa.

Eine bewährte Ausführung ist ein Versteifungselement 34a aus einem keramischen Grundkörper mit einem infiltrierten Leichtmetall, insbesondere einer Aluminiumlegierung, wie zum Beispiel AlSi12 oder AlSi7Mg. Der Grundkörper weist in vorteilhafter Weise bereits vor dem Infiltrieren mit einem Leichtmetall die Geometrie des fertigen Versteifungselementes 34a auf.A proven design is a stiffening element 34a of a ceramic base body with an infiltrated light metal, in particular an aluminum alloy such as AlSi 12 or AlSi 7 Mg. The base body advantageously has the geometry of the finished stiffening element even before it is infiltrated with a light metal 34a on.

Das anschließende Infiltrieren des Grundkörpers mit einer Leichtmetallschmelze wird erleichtert, wenn im Grundkörper eine porige Grundstruktur vorliegt. Daher wird als eine Möglichkeit vorgeschlagen, den Grundkörper als Sinterbauteil auszuführen. Dabei besteht der Grundkörper im Wesentlichen aus gleichartigen oder verschiedenen versinterten keramischen Partikel und/oder Fasern aus Oxiden, wie z.B. Al2O3 oder TiO2, aus Karbiden, wie z.B. SiC oder aus Nitriden, wie z.B. Si3N4 oder AIN. Denkbar sind beispielsweise Al2O3-Partikel mit einem Längen-/Breitenverhältnis von 1 bis 5. Unabhängig vom Herstellungsverfahren des Grundkörpers ist für dessen optimale Infiltrierbarkeit mit einem Leichtmetall vorteilhaft, wenn dessen Porengefüge eine Gesamtporosität von 15% bis 60% aufweist, bevorzugt von 25% bis 50%. Der Porendurchmesser liegt idealerweise im Bereich zwischen 0,5µm und 10µm, bevorzugt im Bereich zwischen 1µm und 5µm.The subsequent infiltration of the base body with a light metal melt is made easier if the base body has a porous base structure. It is therefore proposed as a possibility to design the base body as a sintered component. The base body consists essentially of identical or different sintered ceramic particles and / or fibers made of oxides such as Al 2 O 3 or TiO 2 , carbides such as SiC or nitrides such as Si 3 N 4 or AlN. For example, Al 2 O 3 particles with a length / width ratio of 1 to 5 are conceivable. Regardless of the manufacturing process of the base body, it is advantageous for its optimal infiltrability with a light metal if its pore structure has a total porosity of 15% to 60%, preferably of 25% to 50%. The pore diameter is ideally in the range between 0.5 µm and 10 µm, preferably in the range between 1 µm and 5 µm.

Sehr gute Werkstoffwerte zeigen aluminiumbasierte Metall-Keramik Verbundwerkstoffe mit einem Keramikanteil von bis zu 70%. In Versuchen kann gezeigt werden, dass Versteifungselemente aus 55 - 70vol% Al2O3 und 30 - 45vol% aus AlSi7Mg einen E-Modul bis zu 242GPA und eine Festigkeit bis zu 600MPa aufweisen. Derartige im Bremssattel 50a verwendete Versteifungselemente 34a, beispielsweise im Brückenbereich, weisen nicht nur eine hohe Steifigkeit aus, sondern genügen den Last-Anforderungen im Bauteil.Aluminum-based metal-ceramic composite materials with a ceramic content of up to 70% show very good material values. In tests it can be shown that stiffening elements made of 55-70% by volume Al 2 O 3 and 30-45% by volume made of AlSi 7 Mg have a modulus of elasticity of up to 242GPA and a strength of up to 600MPa. Such in the caliper 50a used stiffening elements 34a , for example in the bridge area, not only have a high level of rigidity, but also meet the load requirements in the component.

Neben der beschriebenen Ausführung eines Versteifungselementes 34a in zumindest einem Teil des Brückenbereichs, ist es durchaus denkbar auch andere Komponenten oder Bereiche des Bremssattels 50a mit einem oder mehreren Versteifungselementen 34a auszuführen. Auch in diesen Fällen ist im Verbindungsbereich 60 zumindest ein Versteifungselement 34a kraft- und/oder formschlüssig mit zumindest einer weiteren Komponente 35a des Bremssattels 50a verbunden. Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung kann zum Beispiel durch Keilen, Klemmen, Verstiften oder Verschrauben erfolgen.In addition to the described execution of a stiffening element 34a in at least part of the bridge area, other components or areas of the brake caliper are also quite conceivable 50a with one or more stiffening elements 34a execute. Also in these cases is in the connection area 60 at least one stiffening element 34a non-positively and / or positively with at least one further component 35a of the caliper 50a connected. The non-positive and / or positive connection can be made, for example, by wedging, clamping, pinning or screwing.

Eine mögliche Ausführungsform einer kraft- und formschlüssigen Verbindung ist in 4 gezeigt. Innerhalb eines Verbindungsbereiches 60 sind ein Versteifungselement 34a (beispielsweise ein Teil des Brückenbereiches wie in 3) mit einer weiteren Komponente (beispielsweise dem Brückensockel 35a aus 3) verbunden. Hierzu sind am Versteifungselement 34a und an der mindestens einen weiteren Komponente 35a des Bremssattels 50a im Verbindungsbereich 60 an ihren jeweiligen Enden Montierabsätze 36, 38 ausgebildet, die ober- und unterseitig jeweils stufig zum restlichen Komponentenkörper 34a, 35a abgesetzt sind. Die Ober- und Unterseiten der Montierabsätze 36, 38 schließen im Verbindungsbereich 60 vorzugsweise jeweils bündig zueinander ab. An den Montierabsätzen 36, 38 sind ober- und unterseitig, vorzugsweise im Absatz zum jeweiligen restlichen Komponentenkörper 34a, 35a, Längsnuten 37, 39 eingebracht. Eine formschlüssige Verbindung des Versteifungselementes 34a und der mindestens einen weiteren Komponente 35a wird mittels mindestens zwei Stahlplatten 70 realisiert, die jeweils auf der Oberseite bzw. der Unterseite der Montierabsätze 38, 39 aufliegend angeordnet sind. Dabei greifen jeweils seitlich an den Stahlplatten 70 komplementär zu den Nuten 37, 39 ausgebildete Längsstege 47, 49 formschlüssig in die jeweiligen Nuten 37, 39 ein. Dadurch halten die Stahlplatten 70 das Versteifungselement 34a und die mindestens eine weitere Komponente 35a des Bremssattels 50a in Position zueinander. Durch den vorhandenen Formschluss können auch Kräfte aufgenommen werden. Vorzugsweise schließen die nach außen gewandten Flächen der Stahlplatten 70. bündig mit den angrenzenden Außenflächen des Versteifungselementes 34a bzw. der mindestens einen weiteren Komponente 35a des Bremssattels 50a ab.A possible embodiment of a non-positive and positive connection is shown in 4th shown. Within a connection area 60 are a stiffening element 34a (for example part of the bridge area as in 3 ) with another component (for example the bridge base 35a out 3 ) connected. For this purpose are on the stiffening element 34a and on the at least one further component 35a of the caliper 50a in the connection area 60 mounting heels at their respective ends 36 , 38 formed, the top and bottom each stepped to the rest of the component body 34a , 35a are discontinued. The top and bottom of the mounting heels 36 , 38 close in the connection area 60 preferably each flush from each other. On the mounting heels 36 , 38 are on the top and bottom, preferably in the shoulder of the respective remaining component body 34a , 35a , Longitudinal grooves 37 , 39 brought in. A positive connection of the stiffening element 34a and the at least one further component 35a is made using at least two steel plates 70 realized, each on the top and bottom of the mounting heels 38 , 39 are arranged lying on top. Each grip on the side of the steel plates 70 complementary to the grooves 37 , 39 trained longitudinal webs 47 , 49 form-fit in the respective grooves 37 , 39 one. This will hold the steel plates 70 the stiffening element 34a and the at least one further component 35a of the caliper 50a in position to each other. Due to the existing form fit, forces can also be absorbed. Preferably the outwardly facing surfaces of the steel plates close 70 . flush with the adjacent outer surfaces of the stiffening element 34a or the at least one further component 35a of the caliper 50a from.

Zusätzlich ist eine kraftschlüssige Verbindung vorgeschlagen. Hierzu ist jeweils im Bereich der Montierabsätze 36 und 38 mindestens eine Durchgangsbohrung eingebracht. Ebenso sind zumindest angenähert achszentrisch zur jeweiligen Durchgangsbohrung Senkbohrungen in den Stahlplatten 70 eingebracht, wobei die Senkungen jeweils zur Außenseite der Stahlplatten 70 gerichtet sind. Die kraftschlüssige Verbindung des Versteifungselementes 34a mit der mindestens einen weiteren Komponente 35a ist somit als Durchsteckverschraubung realisiert. Hierzu werden Senkschrauben 54 verwendet, deren Schraubenkopf vorzugsweise innerhalb der Senkung der einen Stahlplatte 70 angeordnet ist. Ebenso sind die am Gewinde der Senkschrauben 54 verschraubten Gewindemuttern 75 bevorzugt innerhalb der Senkung der dann gegenüberliegenden Stahlplatte 70 angeordnet. Die beschriebene Durchsteckverbindung verspannt die außen liegenden Stahlplatten 70 gegen die dazwischen liegenden Montierabsätze 36, 38. In vorteilhafter Weise kann dadurch das Einschneiden eines Gewindes in beispielsweise das aus Verbundwerkstoff bestehende Versteifungselement 34a entfallen. Durch den vorhandenen Kraftschluss können Belastungen, die auf den Bremssattel 50a einwirken, aufgenommen werden.In addition, a non-positive connection is proposed. This is in the area of the mounting heels 36 and 38 introduced at least one through hole. Countersunk bores in the steel plates are also at least approximately axially centered to the respective through bore 70 introduced, the countersinks each facing the outside of the steel plates 70 are directed. The non-positive connection of the stiffening element 34a with the at least one further component 35a is thus implemented as a push-through screw connection. Countersunk screws are used for this 54 used, whose screw head is preferably within the countersink of one steel plate 70 is arranged. Likewise are those on the thread of the countersunk screws 54 screwed threaded nuts 75 preferably within the depression of the then opposite steel plate 70 arranged. The push-through connection described clamps the steel plates on the outside 70 against the mounting heels in between 36 , 38 . This advantageously enables the cutting of a thread into, for example, the stiffening element made of composite material 34a omitted. The existing frictional connection can cause loads on the brake caliper 50a act, be absorbed.

Es ist ebenso möglich, den kompletten Bremssattel 50a selbst als ein Versteifungselement 34a auszuführen. Demnach bestehen dann evt. auch nicht besonders beanspruchte Bereiche des Bremssattels 50a aus einem Verbundwerkstoff, auch wenn in diesen Bereichen keine hohen Steifigkeiten erforderlich sind. Dadurch kann beispielsweise die Komponentenzahl reduziert werden und der einteilige Bremssattel 50a zum Beispiel direkt mit dem Sattelgehäuse 20 verschraubt werden.It is also possible to use the complete brake caliper 50a itself as a stiffening element 34a execute. Accordingly, areas of the brake caliper that are not particularly stressed then exist 50a made of a composite material, even if no high rigidity is required in these areas. As a result, for example, the number of components and the one-piece brake caliper can be reduced 50a for example directly with the saddle housing 20th be screwed.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen nur beispielhaft mögliche konstruktive Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Bremssattels 50a. Selbstverständlich sind auch weitere nicht im Einzelnen aufgeführte vorteilhafte Ausführungen des Bremssattels 50a nach Gattung der unabhängigen Ansprüche möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. So ist der erfindungsgemäße Bremssattel 50a auch nur beispielsweise in einer Scheibenbremse beschrieben. Prinzipiell gilt in gleicher Weise dessen Einsatz in Bremseinheiten in einer anderen ausgeführten Bauform.The exemplary embodiments described only show possible structural configurations of a brake caliper according to the invention by way of example 50a . It goes without saying that there are also other advantageous embodiments of the brake caliper that are not listed in detail 50a possible according to the category of the independent claims without deviating from the basic idea of the invention. Such is the brake caliper of the invention 50a also only described for example in a disc brake. In principle, its use in brake units in a different design applies in the same way.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bremssattels 50a aus mindestens zwei Komponenten, wird eine erste Komponente als ein Versteifungselement 34a ausgebildet. Als belastungsaufnehmende Komponente weist sie in der Regel einen höheren E-Modul auf, als die zumindest zweite Komponente. Hierzu wird für ein Versteifungselement 34a vorteilhaft als Werkstoff ein Verbundwerkstoff, insbesondere ein Metall-Keramik-Verbundwerkstoff verwendet.
Eine Möglichkeit zur Anfertigung des Versteifungselementes 34a ist ein Ausgangspulver aus keramischen Partikeln und/oder Fasern zu einem Grünling mit der Geometrie des fertigen Versteifungselementes 34a zu verpressen. Als Ausgangspulver werden gleichartige oder vermischte Partikel und/oder Fasern aus Oxiden, wie z.B. Al2O3 oder TiO2, aus Karbiden, wie z.B. SiC oder aus Nitriden, wie z.B. Si3N4 oder AIN verwendet Anschließend wird der Grünling zu einem keramischen Grundkörper gesintert. Dieser Grundkörper wird dann mit einer Leichtmetallschmelze, z.B. einer Aluminiumlegierung, insbesondere AlSi12, druckunterstützt infiltriert und zum fertigen Versteifungselement 34a abgekühlt.
For the production of the brake caliper according to the invention 50a of at least two components, a first component is used as a stiffening element 34a educated. As a load-absorbing component, it generally has a higher modulus of elasticity than the at least second component. This is done for a stiffening element 34a Advantageously, a composite material, in particular a metal-ceramic composite material, is used as the material.
One possibility to manufacture the stiffening element 34a is a starting powder made of ceramic particles and / or fibers to form a green body with the geometry of the finished stiffening element 34a to press. Similar or mixed particles and / or fibers made of oxides such as Al 2 O 3 or TiO 2 , carbides such as SiC or nitrides such as Si 3 N 4 or AlN are used as the starting powder. The green compact is then made into a ceramic Base body sintered. This base body is then infiltrated with a light metal melt, for example an aluminum alloy, in particular AlSi 12 , with pressure support and becomes the finished stiffening element 34a cooled down.

Zur Verbesserung der Infiltrierbarkeit des Leichtmetalls in den Grundkörper können dem keramischen Ausgangspulver vor dem Sinterprozess Porenbildner zugesetzt werden. Als geeignete Porenbildner werden längliche, leicht ausbrennbare Stoffe, wie z.B. Celluloseblättchen vorgeschlagen. Diese liegen in einem Mischungsverhältnis von 1vol% bis 30vol%, bevorzugt 2vol% bis 20vol%, im Ausgangspulver vor. Beim Sinterprozess brennen diese Porenbildner aus, so dass eine ausgeprägte Porenkanalstruktur entsteht.To improve the infiltration of the light metal into the base body, pore formers can be added to the ceramic starting powder before the sintering process. Elongated, easily burn-out materials, such as e.g. Cellulose flakes proposed. These are present in the starting powder in a mixing ratio of 1% by volume to 30% by volume, preferably 2% by volume to 20% by volume. These pore formers burn out during the sintering process, so that a pronounced pore channel structure is created.

Zusätzlich wird getrennt zum mindestens einem Versteifungselement 34a zumindest eine zweite Komponente 35a gefertigt. Als Werkstoff wird vorzugsweise ein Leichtmetall verwendet. So wird als eine Möglichkeit vorgeschlagen die zumindest zweite Komponente 35a aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, insbesondere aus AlSi7Mg, zu gießen. Dies kann mittels konventionellen Schwerkraftguss erfolgen. Anschließend wird der Gusswerkstoff durch eine definierte Temperaturbehandlung ausgehärtet.
Zumindest das eine Versteifungselement 34a und zumindest die zweite Komponenten des Bremssattels 50a, werden kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Dieses Verbinden kann zum Beispiel durch Keilen, Klemmen, Verstiften oder Verschrauben erfolgen.
In addition, the at least one stiffening element is separated 34a at least one second component 35a manufactured. A light metal is preferably used as the material. The at least second component is proposed as one possibility 35a Cast from a hardenable aluminum alloy, in particular from AlSi 7 Mg. This can be done using conventional gravity casting. The cast material is then hardened through a defined temperature treatment.
At least one stiffening element 34a and at least the second component of the brake caliper 50a , are non-positively and / or positively connected. This connection can be done, for example, by wedging, clamping, pinning or screwing.

Claims (19)

Bremssattel aus mindestens 2 Komponenten, wobei zumindest eine Komponente als Versteifungselement (34a) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) mit mindestens einer zweiten Komponente (35a) kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden ist, wobei das mindestens eine Versteifungselement (34a) ein Grundkörper mit infiltrierter Leichtmetalllegierung ist und das in den Grundkörper infiltrierte Leichtmetall eine Aluminiumlegierung AlSi12 oder AlSi7Mg ist.Brake caliper made of at least 2 components, at least one component being designed as a stiffening element (34a), characterized in that the at least one stiffening element (34a) is connected to at least one second component (35a) in a force-locking and / or form-locking manner, the at least one stiffening element (34a) is a base body with an infiltrated light metal alloy and the light metal infiltrated into the base body is an aluminum alloy AlSi 12 or AlSi 7 Mg. Bremssattel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) aus einem Verbundwerkstoff gefertigt ist.Caliper after Claim 1 characterized in that the at least one stiffening element (34a) is made from a composite material. Bremssattel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) zumindest in einem Teil des Brückenbereichs ausgebildet ist.Brake caliper according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one stiffening element (34a) is formed at least in part of the bridge area. Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus Keramik besteht.Caliper after one of the Claims 1 to 3 characterized in that the base body consists of ceramic. Bremssattel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper im Wesentlichen aus keramischen Partikeln und/oder Fasern, insbesondere aus Oxiden (bevorzugt Al2O3 oder TiO2), Karbiden (bevorzugt SiC) oder Nitriden (bervorzugt Si3N4 oder AIN) gesintert ist.Caliper after at least one of the Claims 1 to 4th characterized in that the base body is sintered essentially from ceramic particles and / or fibers, in particular from oxides (preferably Al 2 O 3 or TiO 2 ), carbides (preferably SiC) or nitrides (preferably Si 3 N 4 or AlN). Bremssattel nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Al2O3-Partikel ein Längen-/Breitenverhältnis von 1 bis 5 aufweisen.Caliper after Claim 5 characterized in that the Al 2 O 3 particles have a length / width ratio of 1 to 5. Bremssattel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper ein Porengefüge mit einer Gesamtporosität von 15% - 60% (bevorzugt 25% bis 50%) und einen Porendurchmesser zwischen 0,5µm und 10µm (bevorzugt zwischen 1µm und 5µm) aufweist.Caliper after at least one of the Claims 1 to 6th characterized in that the base body has a pore structure with a total porosity of 15% -60% (preferably 25% to 50%) and a pore diameter between 0.5 µm and 10 µm (preferably between 1 µm and 5 µm). Bremssattel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (34a) anteilig zwischen 55 - 70vol% aus einem keramischen Grundkörper aus Al2O3 und anteilig zwischen 30 - 45vol% aus einer darin infiltrierten Aluminiumlegierung AlSi7Mg besteht.Caliper after at least one of the Claims 1 to 7th characterized in that the at least one stiffening element (34a) consists proportionally between 55-70vol% of a ceramic base body made of Al 2 O 3 and proportionally between 30-45vol% of an aluminum alloy AlSi 7 Mg infiltrated therein. Bremssattel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein Versteifungselement (34a) einen E-Modul > 150 GPa aufweist.Brake caliper according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one stiffening element (34a) has an E-module> 150 GPa. Bremssattel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Komponente (35a) aus einer aushärtbaren Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt ist.Brake caliper according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one second component (35a) is made from a hardenable light metal alloy, in particular from an aluminum alloy. Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Bremssattels, mit den Verfahrensschritten, dass a) zumindest eine erste Komponente als Versteifungselement (34a) ausgebildet wird, dass b) zumindest eine zweite Komponente (35a) aus einem Leichtmetall angefertigt wird und dass c) zumindest die erste und zumindest die zweite Komponente (34a, 35a) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden, wobei das mindestens eine Versteifungselement (34a) ein Grundkörper mit infiltrierter Leichtmetalllegierung ist und das in den Grundkörper infiltrierte Leichtmetall eine Aluminiumlegierung AlSi12 oder AlSi7Mg ist.Method for producing a brake caliper consisting of at least two components, with the method steps that a) at least one first component is designed as a stiffening element (34a), that b) at least one second component (35a) is made from a light metal and that c) at least the first and at least the second component (34a, 35a) are non-positively and / or positively connected to one another, the at least one stiffening element (34a) being a base body with an infiltrated light metal alloy and the light metal infiltrated into the base body being an aluminum alloy AlSi 12 or AlSi 7 Mg is. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Versteifungselement (34a) aus einem Verbundwerkstoff gefertigt wird.Procedure according to Claim 11 characterized in that the at least one stiffening element (34a) is made from a composite material. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 und 12 dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für das zumindest eine Versteifungselement (34a) ein Keramik-Metall-Verbundwerkstoff verwendet wird.Method according to at least one of the Claims 11 and 12 characterized in that a ceramic-metal composite material is used as the material for the at least one stiffening element (34a). Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des zumindest einen Versteifungselements (34a) ein Ausgangspulver zu einem Grundkörper verpresst und gesintert wird, welcher zusätzlich druckunterstützt mit einer Leichtmetallschmelze infiltriert wird.Method according to at least one of the Claims 11 to 13 characterized in that, for the production of the at least one stiffening element (34a), a starting powder is pressed and sintered to form a base body, which is additionally infiltrated with a light metal melt, supported by pressure. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass das als Ausgangspulver keramische Partikel und/oder Fasern, insbesondere aus Oxiden (bevorzugt Al2O3 oder TiO2), Karbiden (bevorzugt SiC) oder Nitriden (bervorzugt Si3N4 oder AIN) verwendet wird.Procedure according to Claim 11 characterized in that ceramic particles and / or fibers, in particular made of oxides (preferably Al 2 O 3 or TiO 2 ), carbides (preferably SiC) or nitrides (preferably Si 3 N 4 or AlN) are used as the starting powder. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 und 15 dadurch gekennzeichnet, dass dem Ausgangspulver vor dem Sinterprozess 1vol% bis 30vol% (bevorzugt 2vol% bis 20vol%) Porenbildner, bevorzugt längliche, leicht ausbrennbare Stoffe, im Besonderen Celluloseblättchen, zugesetzt werden.Method according to one of the Claims 14 and 15th characterized in that 1vol% to 30vol% (preferably 2vol% to 20vol%) pore-forming agent is preferred to the starting powder before the sintering process elongated, easily burn-out substances, especially cellulose flakes, are added. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die im Grundkörper vorhandenen Porenbildner beim Sinterprozess ausbrennen, so dass eine ausgeprägte Porenkanalstruktur entsteht.Procedure according to Claim 16 characterized in that the pore formers present in the base body burn out during the sintering process, so that a pronounced pore channel structure is created. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Komponente (35a) aus einem Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gegossen wird.Method according to at least one of the Claims 11 to 17th characterized in that at least one second component (35a) is cast from a light metal, in particular from an aluminum alloy. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden zumindest eines Versteifungselementes (34a) mit einer zumindest zweiten Komponente (35a) durch Keilen, Klemmen, Verstiften oder Verschrauben erfolgt.Method according to at least one of the Claims 11 to 18th characterized in that at least one stiffening element (34a) is connected to an at least second component (35a) by wedging, clamping, pinning or screwing.
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