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EP4204707A1 - Friction brake, especially for motor vehicles - Google Patents

Friction brake, especially for motor vehicles

Info

Publication number
EP4204707A1
EP4204707A1 EP22773573.5A EP22773573A EP4204707A1 EP 4204707 A1 EP4204707 A1 EP 4204707A1 EP 22773573 A EP22773573 A EP 22773573A EP 4204707 A1 EP4204707 A1 EP 4204707A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
friction
iron
brake
friction brake
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22773573.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Johann Fimbinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4204707A1 publication Critical patent/EP4204707A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/127Discs; Drums for disc brakes characterised by properties of the disc surface; Discs lined with friction material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/125Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • F16D69/027Compositions based on metals or inorganic oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/0004Materials; Production methods therefor metallic
    • F16D2200/0008Ferro
    • F16D2200/0013Cast iron
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0038Surface treatment
    • F16D2250/0046Coating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0061Joining
    • F16D2250/0076Welding, brazing

Definitions

  • the invention relates to a friction brake, in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a cast iron brake disc (1), whose friction surface (5) is provided with a wear layer (6) made of an iron alloy and which is applied to the friction surface (5) by thermal spraying or build-up welding, in particular by laser build-up welding, and which has predominantly iron (Fe) as the remaining component as an alloy component.
  • a friction brake in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a cast iron brake disc (1), whose friction surface (5) is provided with a wear layer (6) made of an iron alloy and which is applied to the friction surface (5) by thermal spraying or build-up welding, in particular by laser build-up welding, and which has predominantly iron (Fe) as the remaining component as an alloy component.
  • Wear layers of this type form the friction surface on brake discs of friction brake bodies on vehicles of the type mentioned.
  • They advantageously consist of iron alloy compositions which, due to their high hardness and correspondingly improved abrasion resistance, are suitable as a wear protection coating for conventional brake discs made of steel or gray cast iron.
  • the thickness of the brake disc as such can also be significantly reduced and the associated CO2 emissions can be reduced accordingly, both in relation to their production and during ongoing braking operation.
  • WO2020/ 173756 A1 describes a brake disk with a wear-protection layer predominantly made of steel and with at least two elements selected from a group of nitride formers, namely chromium, molybdenum, vanadium and aluminum.
  • the nitride formation creates a wear protection layer with high surface hardness which wear and especially abrasion on the frictional contact surface are reduced.
  • the base body of the brake disc is a gray cast iron body, which is applied to the base body made of gray cast iron during production of the wear protection layer in two coating steps by thermal spraying and subsequent diffusion treatment with the aim of increasing the corrosion resistance on the one hand and the hardness of the coating on the other. Only through the diffusion treatment do the penetrating nitrogen atoms form nitrides with the proposed elements, which ensure the desired surface hardness.
  • Other elements such as carbon and/or manganese should be present in the anti-wear layer at most as impurities.
  • EP 3117025 Bl also relates to a wear protection layer made from an iron alloy on a brake disc made from gray cast iron.
  • the essential alloy components consist of carbon to 0.5 to 2 wt. % , aluminum at 3-13 wt . % and optionally chromium at 0.5 to 5 wt . % .
  • other alloying components such as Si, Mn, Ni, W, V, Nb and/or B can optionally be considered, with a residual proportion of iron and other traces of contamination typical of steel.
  • the application of the protective layer is limited to the thermal spraying process, and the strength of the coating is also reduced because of the presence of aluminum Intermetallic brittle phases affecting the protective layer have to be accepted.
  • DE 102019212844 A1 relates to a gray cast iron brake disc for land vehicles with an anti-corrosion layer, on which an anti-wear layer can be applied.
  • This can be made of an iron-based alloy with a reinforcement of vanadium, niobium, boron or chromium carbide.
  • the hardness of the reinforced iron-based alloy is limited to the carbide inclusions embedded in the soft ferritic matrix, which consists of a ductile mixed iron crystal.
  • the present invention is based on the object of achieving a further improvement in the friction brake in terms of manufacturing complexity, wear resistance and long-term effectiveness.
  • it is about the requirements for friction brakes of rail vehicles, where for reasons of cost, the Laser coating is used and long maintenance intervals are essential.
  • Claims 2 to 5 are variants that relate to a selection of different alloying components that supplement the residual component iron, namely according to claim 2
  • tungsten through tungsten carbide (WC) or carbon partly through the element boron with the carbon contained in the base material cast iron of the brake disc being dissolved out of the cast iron substrate in a controlled manner.
  • tungsten through tungsten carbide (WC) or carbon partly through the element boron
  • Addition of boron like vanadium, promotes the ductility of the alloy.
  • a high proportion of carbon is to be desired in the melt, for example in order to obtain a particularly high hardness of the wear layer, then a high proportion of carbon will be selected in the powder/raw material mixture of the alloy components.
  • Particular hardening agents such as the addition of alloying components of the elements vanadium (V), niobium (Nb), tungsten (W) and/or molybdenum (Mo) can improve the wear resistance of the coating, but compared to an alloy composition they are comprehensive of the elements Carbon, vanadium and chromium with the residual alloy component iron (Fe) more expensive.
  • the wearing layer contains the alloy components
  • V Vanadium (V) of at least 1.0% by weight
  • the thickness of the brake disc accordingly, preferably taking into account a ratio between the layer thickness of the wear layer and the thickness of the coated substrate of the brake disc of around 1:5 to 1:7 to measure.
  • a first braking system serves to brake the rotors.
  • the brake for this braking system is located at the output of the rotors.
  • the brake is used here to delay the rotor rotation at low speed of the brake disc with as little vibration as possible and to control the associated high level of fine dust pollution caused by the abrasion of organic brake material.
  • the second braking system is intended for the generator drive.
  • Brake discs with a relatively small diameter and for the brake calipers with sintered brake pads made of a brass alloy are suitable here, i. H . here we are dealing specifically with problems of abrasion (fine dust) and noise development.
  • a particular advantage of the wear layer proposed according to the invention has been found on the test stand that compared to a bare, d. H . uncoated friction brake body made of gray cast iron, not only the desired reduction in wear values is achieved.
  • the friction test also showed that the friction values of an uncoated gray cast iron brake disc, i.e. the desired braking effect, are achieved.
  • the type of Application of the alloy components, which are preferably in powder form, must be observed by using suitable process methods.
  • build-up welding and flame spraying are preferably considered, the latter in particular by using the known high-speed flame spraying process or by using the known atmospheric plasma spraying process, which processes are particularly suitable for ensuring permanent adhesion on a friction brake body structure that is preferably roughened on the surface and to realize a wear layer of high hardness with sufficient ductility.
  • the laser application process and thermal powder plasma spraying are particularly suitable for iron alloy compositions applied as a powder, these processes being known per se and also ensuring a homogeneous quality of the finished anti-wear coating.
  • the surface hardness that can be achieved is 2 to 3 times that of conventional gray cast iron brake discs.
  • Fig. 1 shows a shaft brake disc in a three-dimensional representation
  • Fig. 2 shows a half-section through a railway wheel with a brake disc and an enlarged detail A.
  • the embodiment of a friction brake according to FIG. 1 is not only suitable for use in motor vehicles such as road or commercial vehicles, but also as a shaft brake disc not only in motor vehicle construction, but also, for example, on turbines in wind power plants or in general in connection with rotary drives.
  • the brake disc 1 shown in FIG. 1 comprises two outer discs 2 which form a cast part by means of a connecting web 3 .
  • the connecting web 3 has circumferential openings 4 which serve to cool the heating of the brake disk generated under the action of the braking forces.
  • the ring-shaped friction surface 5 of the brake disc has a wearing layer 6 shown as a double line, which is applied to the brake disc 1 by build-up welding and forms the friction surface 5 thereof.
  • the wear layer 6 is on the Cast structure of the brake disc applied by welding on an alloy powder or as a wire using a plasma spraying process, with the starting material in each case having a specified alloy composition.
  • Their alloy components consist mainly of iron as a residual component and the other alloy components carbon, vanadium and chromium, if necessary. in exchange for or in addition to other alloy components that meet the requirements of the wearing layer 6 .
  • the braking effect is triggered by means of a preferably pneumatically actuable brake caliper 7 , which acts on one or both sides against the brake disc 1 by means of a brake pad 8 attached to the brake caliper against the friction surface 5 rotating with the brake disc 1 .
  • the brake disc 1 is rotatably on a non-illustrated axis or. Shaft fixed by shrinking. A wheel disk hub 9 screwed to the brake disk 1 is used for this purpose.
  • Fig. 2 shows, in a half section, a wheel disk 10 of a rail vehicle with a running profile corresponding to the track structure.
  • a brake disc 1 is fastened to each of the two outer sides of the web profile 11 of the wheel disc 10 , which has ventilation channels 12 running around it on the inner sides facing the web profile 11 .
  • a wearing layer 6 is applied to the outside of each brake disc 1 , the outside of which provides the friction surface 5 for a brake caliper 7 .
  • a brake pad 8 facing the friction surface is attached to the brake calipers 7 in each case—also known as a brake pad, which usually consists of a composite material.
  • the brake calipers 7 are set at a short distance from the friction surface 1.
  • the brake linings 8 are usually pressed pneumatically against the friction surface 5, with the wheel disc 10 possibly corresponding to the pressing force. is braked to a standstill.
  • the wear layer 6 is applied to the base material of the wheel disc 10, which consists of cast steel or gray cast iron, by thermal spraying or build-up welding, in particular by laser build-up welding.
  • the friction surface 5 is created by subsequent mechanical processing of the outer surface of the wearing layer 6 .
  • Deviating from Fig. 1 is in the embodiment shown in FIG. 2 the wheel disc hub 9 is formed in one piece on the cast part forming the wheel disc 10 .
  • a detail enlargement A shows the details of the assembly of the wheel disc 10 with the brake disc 1 which carries the wearing layer 6 .
  • the friction surface 5 is adapted to the geometry of the brake disc 1 so that in the area of frictional contact between the wearing layer 6 and the brake lining 8 fastened to the brake caliper 7, the wear on the friction surface 5 is largely reduced.
  • a comprehensive test bench investigation using the example of a gray cast iron brake disc of a truck has shown a significant reduction in the wear values through the use of a wear layer proposed according to the invention. Measured by the reduction in the fine dust content, there was a reduction of around 50% by weight when using the same brake pads. % .
  • a wearing layer was used as a powder coating with a selection of alloy components proposed according to the invention.

Landscapes

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Abstract

A friction brake, especially for motor vehicles such as road vehicles, rail vehicles and utility vehicles, comprising a friction brake body, especially a grey iron brake disk, the friction surface of which has been provided with an antiwear layer of an iron alloy that has been applied to the friction surface by thermal spraying or deposition welding, especially by laser deposition welding, comprises, as alloy constituents, predominantly iron (Fe) as residual constituent, and also carbon (C), vanadium (V), and optionally chromium (Cr) and/or niobium (Nb) and/or molybdenum (Mo) and/or tungsten carbide (WC).

Description

Reibbremse , insbesondere für Kra tfahrzeuge Friction brake, especially for motor vehicles
Die Erfindung betri f ft eine Reibbremse , insbesondere für Kraftfahrzeuge wie Straßen- , Schienen- und Nutzfahrzeuge , umfassend einen Reibbremskörper, insbesondere eine Grauguß-Bremsscheibe ( 1 ) , dessen Reibfläche ( 5 ) mit einer Verschleißschicht ( 6 ) aus einer Eisenlegierung versehen ist und die durch thermisches Spritzen oder Auftragschweißen, insbesondere durch Laserauftragschweißen, auf der Reibfläche ( 5 ) aufgebracht ist und die als Legierungsbestandteile überwiegend Eisen ( Fe ) als Restbestandteil aufweist . The invention relates to a friction brake, in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a cast iron brake disc (1), whose friction surface (5) is provided with a wear layer (6) made of an iron alloy and which is applied to the friction surface (5) by thermal spraying or build-up welding, in particular by laser build-up welding, and which has predominantly iron (Fe) as the remaining component as an alloy component.
Derartige Verschleißschichten - neuerdings auch als Verschleißschutzschichten bezeichnet - bilden die Reibfläche auf Bremsscheiben von Reibbremskörpern an Fahrzeugen der genannten Art . Sie bestehen vorteilhaft aus Eisenlegierungs zusammensetzungen, welche durch hohe Härte bei entsprechend verbesserter Abriebfestigkeit als Verschleißschutzbeschichtung für übliche Bremsscheiben aus Stahl- oder Grauguß geeignet sind . Wear layers of this type—recently also referred to as anti-wear layers—form the friction surface on brake discs of friction brake bodies on vehicles of the type mentioned. They advantageously consist of iron alloy compositions which, due to their high hardness and correspondingly improved abrasion resistance, are suitable as a wear protection coating for conventional brake discs made of steel or gray cast iron.
Einerseits können mit derartigen Eisenlegierungen im Bremsbetrieb vorteilhafte Reibwerte erzielt werden, welche dem Ideal der unbeschichteten Graugußbremsscheibe möglichst gleichkommen soll . On the one hand, advantageous coefficients of friction can be achieved with such iron alloys in braking operation, which should come as close as possible to the ideal of the uncoated gray cast iron brake disc.
Vorteilhaft ist eine damit verbundene Reduzierung desAn associated reduction in the
Verschleißes und der Korrosion der Bremsscheibe sowie der Feinstaubemission in die Umwelt auf Seiten des Bremsbelags der Brems zangen . Wear and corrosion of the brake disc as well the fine dust emission into the environment on the part of the brake lining of the brake calipers.
Als Folge der erzielten Verschleißreduzierung der Reibfläche kann auch die Stärke der Bremsscheibe als solche deutlich verringert werden und die damit verbundene CO2 Ausscheidung sowohl im Bezug auf deren Fertigung als auch im laufenden Bremsbetrieb entsprechend reduziert werden . As a result of the achieved reduction in wear on the friction surface, the thickness of the brake disc as such can also be significantly reduced and the associated CO2 emissions can be reduced accordingly, both in relation to their production and during ongoing braking operation.
Die genannten Vorteile hinsichtlich der Umweltbelastung und der verbesserten Standzeit derartiger Reibbremskörper haben in der Fahrzeugtechnik fortschrittliche Entwicklungen ausgelöst und entsprechende Investitionen gerechtfertigt . Insbesondere durch den Einsatz neuer Fertigungstechniken bei der kostenef fi zienten serienmäßigen Herstellung von Verschleißschutzschichten durch den Einsatz bekannter Verfahren wie PTA ( Plasma-Trans- fer-Arc Pulverbeschichtung) und HVOF (High-Velocity- Oxygen-Fuel Spritzen) ist es gelungen, Wege zur Umsetzung gesetzlicher Forderungen erfolgreich zu beschreiten, wie die folgenden Beispiele zum Stand der Technik auf zeigen . The advantages mentioned with regard to environmental pollution and the improved service life of such friction brake bodies have triggered progressive developments in vehicle technology and justified corresponding investments. In particular, through the use of new manufacturing techniques in the cost-efficient series production of wear protection layers using well-known processes such as PTA (Plasma Transfer Arc Powder Coating) and HVOF (High Velocity Oxygen Fuel Spraying), we have succeeded in finding ways to successfully implementing legal requirements, as the following examples of the state of the art show.
WO2020/ 173756 Al beschreibt eine Bremsscheibe mit einer Verschleißschutzschicht überwiegend aus Stahl und mit mindestens zwei Elementen gewählt aus einer Gruppe von Nitridbildnern, nämlich Chrom, Molybdän, Vanadium und Aluminium . Durch die Nitridbildung entsteht eine Verschleißschutzschicht mit hoher Oberflächenhärte , durch welche Verschleiß und insbesondere Abrieb an der Reibkontaktoberfläche reduziert werden . Basiskörper der Bremsscheibe ist hierbei ein Graugußkörper, der bei der Fertigung der Verschleißschutzschicht in zwei Beschichtungsschritten durch thermisches Spritzen und nachfolgender Di f fusionsbehandlung mit dem Ziel einer Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit einerseits und der Härte der Beschichtung andererseits auf den Basiskörper aus Grauguß aufgebracht wird . Erst durch die Di f fusionsbehandlung bilden die eindringenden Stickstof f atome mit den vorgeschlagenen Elementen Nitride , welche die gewünschte Oberflächenhärte gewährleisten . Weitere Elemente wie Kohlenstof f und/oder Mangan sollen in der Verschleißschutzschicht allenfalls als Verunreinigungen vorliegen . WO2020/ 173756 A1 describes a brake disk with a wear-protection layer predominantly made of steel and with at least two elements selected from a group of nitride formers, namely chromium, molybdenum, vanadium and aluminum. The nitride formation creates a wear protection layer with high surface hardness which wear and especially abrasion on the frictional contact surface are reduced. The base body of the brake disc is a gray cast iron body, which is applied to the base body made of gray cast iron during production of the wear protection layer in two coating steps by thermal spraying and subsequent diffusion treatment with the aim of increasing the corrosion resistance on the one hand and the hardness of the coating on the other. Only through the diffusion treatment do the penetrating nitrogen atoms form nitrides with the proposed elements, which ensure the desired surface hardness. Other elements such as carbon and/or manganese should be present in the anti-wear layer at most as impurities.
EP 3117025 Bl betri f ft ebenfalls eine Verschleißschutzschicht aus einer Eisenlegierung auf einer Bremsscheibe aus Grauguß . Die wesentlichen Legierungsbestandteile bestehen aus Carbon zu 0 , 5 bis 2 Gew . % , Aluminium zu 3- 13 Gew . % und wahlweise Chrom zu 0 , 5 bis 5 Gew . % . Hinzu kommen weitere Legierungsbestandteile wie Si , Mn, Ni , W, V, Nb und/oder B wahlweise in Betracht , bei einem Restanteil Eisen sowie weiteren Stahl-typischen Verunreinigungsspuren . EP 3117025 Bl also relates to a wear protection layer made from an iron alloy on a brake disc made from gray cast iron. The essential alloy components consist of carbon to 0.5 to 2 wt. % , aluminum at 3-13 wt . % and optionally chromium at 0.5 to 5 wt . % . In addition, other alloying components such as Si, Mn, Ni, W, V, Nb and/or B can optionally be considered, with a residual proportion of iron and other traces of contamination typical of steel.
Wegen Aluminium als wesentlichen Legierungsbestandteil ist das Aufbringen der Schutzschicht auf das Verfahren des thermischen Spritzens beschränkt , wobei zudem wegen der Anwesenheit von Aluminium die Festigkeit der Schutzschicht beeinträchtigende intermetallische spröde Phasen in Kauf zu nehmen sind . Because aluminum is an essential alloy component, the application of the protective layer is limited to the thermal spraying process, and the strength of the coating is also reduced because of the presence of aluminum Intermetallic brittle phases affecting the protective layer have to be accepted.
DE 102019212844 Al betri f ft eine Graugußbremsscheibe für Landfahrzeuge mit einer Korrosionsschutzschicht , auf welcher eine Verschleißschutzschicht aufgebracht sein kann . Diese kann aus einer Eisenbasislegierung mit einer Verstärkung aus Vanadium- , Niob- , Bor- oder Chromkarbid hergestellt sein . DE 102019212844 A1 relates to a gray cast iron brake disc for land vehicles with an anti-corrosion layer, on which an anti-wear layer can be applied. This can be made of an iron-based alloy with a reinforcement of vanadium, niobium, boron or chromium carbide.
Daraus folgt , dass die Härte der verstärkten Eisenbasislegierung auf die Karbideinschlüsse beschränkt ist , welche in der weichen ferritischen Matrix eingebettet sind, die aus einem duktilen Eisenmischkristall besteht . It follows that the hardness of the reinforced iron-based alloy is limited to the carbide inclusions embedded in the soft ferritic matrix, which consists of a ductile mixed iron crystal.
Um ein martensitisches Härten und Verspröden der metallischen Matrix durch Anreichern mit Kohlenstof f zu vermeiden ist bei Anwendung eines Auftragschweißverfahrens die Zufuhr eines gesondert hergestellten karbidischen Pulvers erforderlich, welches , bis auf technisch nur schwer zu vermeidende Restmengen, kohlenstof f arm ist . In order to avoid martensitic hardening and embrittlement of the metallic matrix due to enrichment with carbon, the use of a build-up welding process requires the supply of a separately produced carbidic powder which, apart from residual amounts that are technically difficult to avoid, is low in carbon.
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde , eine weitere Verbesserung der Reibbremse hinsichtlich Herstellungsaufwand, Verschleiß festigkeit und dauerhafter Wirksamkeit zu erzielen . Insbesondere geht es hierbei um die Anforderungen an Reibbremsen von Schienenfahrzeugen, wo aus Kostengründen bevorzugt die Laserbeschichtung zur Anwendung kommt und lange Wartungsintervalle wesentlich sind. Accordingly, the present invention is based on the object of achieving a further improvement in the friction brake in terms of manufacturing complexity, wear resistance and long-term effectiveness. In particular, it is about the requirements for friction brakes of rail vehicles, where for reasons of cost, the Laser coating is used and long maintenance intervals are essential.
Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 und weiteren unabhängigen Patentansprüchen 2 bis 5 und den rückbezogenen Ansprüchen 6 bis 12 gelöst. This object is achieved according to patent claim 1 and further independent patent claims 2 to 5 and dependent claims 6 to 12.
Die Patentansprüche 2 bis 5 sind Varianten, die eine Auswahl unterschiedlicher, den Restbestandteil Eisen ergänzende Legierungsbestandteile betreffen, nämlich gemäß Anspruch 2 Claims 2 to 5 are variants that relate to a selection of different alloying components that supplement the residual component iron, namely according to claim 2
Carbon (C) , Vanadium (V) und Chrom (Cr) ; gemäß Anspruch 3 carbon (C) , vanadium (V) and chromium (Cr) ; according to claim 3
Carbon (C) , Vanadium (V) sowie Niob (Nb) und/oder Molybdän (Mo) ; gemäß Anspruch 4 Carbon (C), vanadium (V) and niobium (Nb) and/or molybdenum (Mo); according to claim 4
Carbon (C) , Vanadium (V) sowie Molybdän (Mo) und/oder Wolf ramcarbid (WC) , ferner gemäß Anspruch 5 Carbon (C), vanadium (V) and molybdenum (Mo) and/or tungsten carbide (WC), also according to claim 5
Carbon (C) , Vanadium (V) sowie Wolf ramcarbid (WC) und/oder Niob (Nb) . Carbon (C), vanadium (V) and tungsten carbide (WC) and/or niobium (Nb).
Was diese Anspruchsvarianten betrifft, so soll dabei in besonderer Weise der Beobachtung entsprochen werden, wonach die chemischen Elemente bei der durch Spritzen oder Auftragschweißen erzeugten Beschichtung in der Schmelzphase ihre Reinstruktur verändern können. As far as these claim variants are concerned, the observation that the chemical elements in the coating produced by spraying or build-up welding can change their pure structure in the molten phase should be met in a special way.
Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, bestimmte Elemente ganz oder teilweise zu substituieren wie beispielsweise Wol fram durch Wol f ramcarbid (WC ) oder Carbon teilweise durch das Element Bor, wobei der im Basiswerkstof f Grauguß der Bremsscheibe enthaltene Kohlenstof f dosierbar aus dem Graugußsubstrat herausgelöst wird . Zugabe von Bor fördert ähnlich Vanadium die Duktilität der Legierung . In addition, it may be advantageous to substitute certain elements in whole or in part, such as For example, tungsten through tungsten carbide (WC) or carbon partly through the element boron, with the carbon contained in the base material cast iron of the brake disc being dissolved out of the cast iron substrate in a controlled manner. Addition of boron, like vanadium, promotes the ductility of the alloy.
Soll ein hoher Kohlenstof f anteil in der Schmel ze erwünscht sein, etwa um eine besonders hohe Härte der Verschleißschicht zu erhalten, so wird man einen hohen Carbonanteil in der Pulver-Rohstof fmischung der Legierungsbestandteile wählen . If a high proportion of carbon is to be desired in the melt, for example in order to obtain a particularly high hardness of the wear layer, then a high proportion of carbon will be selected in the powder/raw material mixture of the alloy components.
Besondere Härtebildner wie die Zugabe von Legierungsbestandteilen der Elemente Vanadium (V) , Niob (Nb ) , Wol fram (W) und/oder Molybdän (Mo ) können die Verschleiß festigkeit der Beschichtung zwar noch verbessern, sind aber gegenüber einer Legierungs zusammensetzung umfassend die Elemente Carbon, Vanadium und Chrom mit dem Restlegierungsbestandteil Eisen ( Fe ) kostenintensiver . Particular hardening agents such as the addition of alloying components of the elements vanadium (V), niobium (Nb), tungsten (W) and/or molybdenum (Mo) can improve the wear resistance of the coating, but compared to an alloy composition they are comprehensive of the elements Carbon, vanadium and chromium with the residual alloy component iron (Fe) more expensive.
Diese Überlegung gilt entsprechend für die vollständige oder teilweise Substituierung des Legierungsbestandteils Chrom ( Cr ) durch die Legierungsbestandteile wie Niob (Nb ) , Wol fram (W) , letzterer bevorzugt als Wol f- ramcarbid (WC ) und Molybdän (Mo ) , mit welchen die Abriebfestigkeit unter Inkaufnahme höherer Gestehungskosten weiter verbessert werden kann . Dabei gilt es stets, besondere Mischungsverhältnisse zu beachten . This consideration applies accordingly to the complete or partial substitution of the alloy component chromium (Cr) by the alloy components such as niobium (Nb), tungsten (W), the latter preferably as tungsten carbide (WC) and molybdenum (Mo), with which the Abrasion resistance can be further improved while accepting higher production costs. Included it is always important to observe special mixing ratios.
Nach einer vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verschleißschicht, in Bezug auf die jeweilige alternative Legierungszusammensetzung, die Legierungsbestandteile According to an advantageous variant, it is provided according to the invention that the wearing layer, with regard to the respective alternative alloy composition, contains the alloy components
Chrom (Cr) von zumindest 12 Gew.% Chromium (Cr) of at least 12% by weight
Vanadium (V) von zumindest 1,0 Gew.% Vanadium (V) of at least 1.0% by weight
Carbon (C) von zumindest 1,0 Gew.% oder Bor (B) von zumindest 0,4 Gew.% enthält. Carbon (C) of at least 1.0% by weight or boron (B) of at least 0.4% by weight.
Wegen der hohen Bremsenergie, die bei einem Bremsvorgang in die Reibflächen eingeleitet wird, ist es ausreichend, die Schichtstärke der Verschleißschicht mit etwa 2 bis 4 mm zu bemessen. Due to the high braking energy that is introduced into the friction surfaces during a braking process, it is sufficient to measure the layer thickness of the wear layer at around 2 to 4 mm.
Um sicherzustellen, dass die Wärmeleitung in die Bremsscheibe möglichst verzögerungsfrei erfolgen kann ist es vorteilhaft, die Stärke der Bremsscheibe entsprechend anzupassen, vorzugsweise unter Beachtung eines Verhältnisses zwischen Schichtstärke der Verschleißschicht und der Stärke des beschichteten Substrats der Bremsscheibe etwa von 1:5 bis 1:7 zu bemessen. In order to ensure that the heat conduction into the brake disc can take place with as little delay as possible, it is advantageous to adjust the thickness of the brake disc accordingly, preferably taking into account a ratio between the layer thickness of the wear layer and the thickness of the coated substrate of the brake disc of around 1:5 to 1:7 to measure.
Unter Beachtung der jeweiligen Legierungszusammensetzung der Verschleißschicht gelingt es, die erforderliche Bremswirkung stoßartig zu erzeugen und die Wärme rasch in die Bremsscheibe abzuleiten. Diese Überlegung gilt sowohl für Reibbremskörper die einseitig oder beidseitig beschichtet sind . Sie gilt j e nach Anwendungs fall sowohl für die vorliegend beispielhaft beschriebene Graugußbremsscheibe von Kraftfahrzeugen wie Straßen- , Schienen- oder Nutz fahrzeuge , als auch für vergleichbare Anwendungs fälle wie Windkraftanlagen . Taking into account the respective alloy composition of the wearing layer, it is possible to generate the required braking effect in a sudden manner and to dissipate the heat quickly into the brake disc. This consideration applies to both the friction brake body on one side or are coated on both sides. Depending on the application, it applies both to the gray cast iron brake discs of motor vehicles such as road, rail or commercial vehicles described here as an example, and to comparable applications such as wind turbines.
Bei Windkraftanlagen sind zwei Bremssysteme zu unterscheiden . Ein erstes Bremssystem dient dem Abbremsen der Rotoren . Die Bremse für dieses Bremssystem sitzt dabei am Abtrieb der Rotoren . Die Bremse dient hier dazu, die Rotordrehung bei niedriger Drehzahl der Bremsscheibe möglichst schwingungs frei zu verzögern und die damit verbundene hohe Feinstaubbelastung durch den Abrieb an organischem Bremsmaterial zu kontrollieren . Das zweite Bremssystem ist für den Generatorantrieb vorgesehen . Hier kommen Bremsscheiben mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser und für die Brems zangen mit Sinterbremsbelägen aus einer Messinglegierung in Frage , d . h . hier geht es speziell um Probleme des Abriebs ( Feinstaub ) und der Geräuschentwicklung . There are two braking systems for wind turbines. A first braking system serves to brake the rotors. The brake for this braking system is located at the output of the rotors. The brake is used here to delay the rotor rotation at low speed of the brake disc with as little vibration as possible and to control the associated high level of fine dust pollution caused by the abrasion of organic brake material. The second braking system is intended for the generator drive. Brake discs with a relatively small diameter and for the brake calipers with sintered brake pads made of a brass alloy are suitable here, i. H . here we are dealing specifically with problems of abrasion (fine dust) and noise development.
Als besonderer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschleißschicht hat sich auf dem Prüfungstand herausgestellt , dass verglichen mit einem blanken, d . h . nicht beschichteten Reibbremskörper aus Grauguß nicht nur die erwünschte Herabsetzung der Verschleißwerte erreicht wird . Bei der Reibwerteprüfung hat sich ferner herausgestellt , dass sogar die Reibwerte einer unbeschichteten Graugußbremsscheibe , also deren erwünschte Bremswirkung, erzielt werden . Dabei ist die Art des Auftragens der Legierungsbestandteile , die vorzugsweise in Pulverform vorliegen, durch Anwendung geeigneter Prozessverfahren zu beachten . Als solche kommen bevorzugt das Auftragschweißen und das Flammspritzen in Frage , letzteres insbesondere durch Anwendung des bekannten Hochgeschwindigkeits flammspritzverfahrens oder durch Einsatz des bekannten atmosphärischen Plasmaspritzverfahrens , welche Verfahren in besonderer Weise geeignet sind, auf einer vorzugsweise an der Oberfläche aufgerauten Reibbremskörperstruktur eine dauerfeste Haftung zu gewährleisten und eine Verschleißschicht hoher Härte bei hinreichender Duktilität zu verwirklichen . Für als Pulver aufgetragene Eisenlegierungs zusammensetzungen eignen sich bevorzugt das Laserauftragsverfahren und das thermische Pulverplasma-Spritzen, wobei es sich um an sich bekannte Verfahren handelt , die überdies eine homogene Qualität der fertigen Verschleißschutzbeschichtung gewährleisten . Deren erzielbare Oberflächenhärte übertri f ft dabei um den Faktor 2 bis 3 j ene der üblichen Grauguß-Brems- scheibe . A particular advantage of the wear layer proposed according to the invention has been found on the test stand that compared to a bare, d. H . uncoated friction brake body made of gray cast iron, not only the desired reduction in wear values is achieved. The friction test also showed that the friction values of an uncoated gray cast iron brake disc, i.e. the desired braking effect, are achieved. The type of Application of the alloy components, which are preferably in powder form, must be observed by using suitable process methods. As such, build-up welding and flame spraying are preferably considered, the latter in particular by using the known high-speed flame spraying process or by using the known atmospheric plasma spraying process, which processes are particularly suitable for ensuring permanent adhesion on a friction brake body structure that is preferably roughened on the surface and to realize a wear layer of high hardness with sufficient ductility. The laser application process and thermal powder plasma spraying are particularly suitable for iron alloy compositions applied as a powder, these processes being known per se and also ensuring a homogeneous quality of the finished anti-wear coating. The surface hardness that can be achieved is 2 to 3 times that of conventional gray cast iron brake discs.
Aber auch der Einsatz des Beschichtungsverfahrens durch Drahtauftragschweißen erweist sich als geeignet unter der Voraussetzung, dass erwünschte Material zusammensetzungen verfügbar sind . Dieses Verfahren ist sauber und verlustfrei , bedarf aber einer kontrollierten präzisen Energieeinbringung . Ein Aus führungsbeispiel mit einem Reibbremskörper in Form einer üblichen Graugußbremsscheibe als Basiskörper und einer erfindungsgemäßen Verschleißschutzschicht wird im Folgenden für zwei verschiedene Aus führungs formen anhand der Zeichnung beschrieben . However, the use of the coating process by wire build-up welding has also proven to be suitable, provided that the desired material compositions are available. This process is clean and lossless, but requires a controlled, precise energy input. An exemplary embodiment with a friction brake body in the form of a conventional gray cast iron brake disc as the base body and a wear protection layer according to the invention is described below for two different embodiments with reference to the drawing.
Fig . 1 zeigt eine Wellenbremsscheibe in dreidimensionaler Darstellung und Fig. 1 shows a shaft brake disc in a three-dimensional representation and
Fig . 2 zeigt einen Halbschnitt durch ein Eisenbahnrad mit Bremsscheibe sowie eine Ausschnittvergrößerung A. Fig. 2 shows a half-section through a railway wheel with a brake disc and an enlarged detail A.
Die Aus führungs form einer Reibbremse gemäß Fig . 1 eignet sich nicht nur für den Einsatz an Kraftfahrzeugen wie Straßen- oder Nutz fahrzeugen, sondern auch als Wellenbremsscheibe nicht nur im Kraftfahrzeugbau, sondern beispielsweise auch an Turbinen von Windkraftanlagen oder allgemein im Zusammenhang mit rotatorischen Antrieben . The embodiment of a friction brake according to FIG. 1 is not only suitable for use in motor vehicles such as road or commercial vehicles, but also as a shaft brake disc not only in motor vehicle construction, but also, for example, on turbines in wind power plants or in general in connection with rotary drives.
Die in Fig . 1 dargestellte Bremsscheibe 1 umfasst zwei Außenscheiben 2 , die mittels eines Verbindungsstegs 3 ein Gußteil bilden . Der Verbindungssteg 3 besitzt umlaufend Öf fnungen 4 , die der Kühlung der unter Einwirkung der Bremskräfte erzeugten Erwärmung der Bremsscheibe dienen . Die ringförmige Reibfläche 5 der Bremsscheibe besitzt eine als Doppellinie gezeichnete Verschleißschicht 6 , welche durch Auftragsschweißen auf der Bremsscheibe 1 aufgebracht ist und deren Reibfläche 5 bildet . Die Verschleißschicht 6 wird auf der Gußstruktur der Bremsscheibe durch Aufschweißen eines Legierungspulvers oder als Draht nach einem Plasmaspritzverfahren aufgebracht , wobei das Ausgangsmaterial j eweils eine vorgegebene Legierungs zusammensetzung aufweist . Deren Legierungsbestandteile bestehen überwiegend aus Eisen als Restbestandteil und den weiteren Legierungsbestandteilen Carbon, Vanadium und Chrom, ggfs . im Austausch oder in Ergänzung weiterer den Anforderungen an die Verschleißschicht 6 genügender Legierungsbestandteile . The ones shown in Fig. The brake disc 1 shown in FIG. 1 comprises two outer discs 2 which form a cast part by means of a connecting web 3 . The connecting web 3 has circumferential openings 4 which serve to cool the heating of the brake disk generated under the action of the braking forces. The ring-shaped friction surface 5 of the brake disc has a wearing layer 6 shown as a double line, which is applied to the brake disc 1 by build-up welding and forms the friction surface 5 thereof. The wear layer 6 is on the Cast structure of the brake disc applied by welding on an alloy powder or as a wire using a plasma spraying process, with the starting material in each case having a specified alloy composition. Their alloy components consist mainly of iron as a residual component and the other alloy components carbon, vanadium and chromium, if necessary. in exchange for or in addition to other alloy components that meet the requirements of the wearing layer 6 .
Die Bremswirkung wird ausgelöst mittels einer bevorzugt pneumatisch betätigbaren Brems zange 7 , welche ein oder beidseitig gegen die Bremsscheibe 1 mittels eines an der Brems zange befestigten Bremsbelags 8 gegen die mit der Bremsscheibe 1 rotierende Reibfläche 5 einwirkt . The braking effect is triggered by means of a preferably pneumatically actuable brake caliper 7 , which acts on one or both sides against the brake disc 1 by means of a brake pad 8 attached to the brake caliper against the friction surface 5 rotating with the brake disc 1 .
Die Bremsscheibe 1 wird drehfest auf einer nicht gezeichneten Achse bzw . Welle durch Auf schrumpf en befestigt . Dazu dient eine mit der Bremsscheibe 1 verschraubte Radscheibennabe 9 . The brake disc 1 is rotatably on a non-illustrated axis or. Shaft fixed by shrinking. A wheel disk hub 9 screwed to the brake disk 1 is used for this purpose.
Fig . 2 zeigt in einem Halbschnitt eine Radscheibe 10 eines Schienenfahrzeugs mit der Gleisstruktur entsprechendem Laufprofil . An den beiden Außenseiten des Stegprofils 11 der Radscheibe 10 ist j eweils eine Bremsscheibe 1 befestigt , welche an den dem Stegprofil 11 zugewandten Innenseiten umlaufende Lüftungskanäle 12 aufweist . Auf den Außenseiten der Bremsscheiben 1 ist j eweils eine Verschleißschicht 6 angebracht , deren Außenseite die Reibfläche 5 für eine Brems zange 7 bietet . Gemäß dem gezeigten Aus führungsbeispiel des in der Zeichnung dargestellten Eisenbahnrads ist an den Brems zangen 7 j eweils ein der Reibfläche zugewandter Bremsbelag 8 befestigt - auch unter der Bezeichnung Bremsklotz bekannt welcher üblicherweise aus einem Kompositwerkstof f besteht . Im Fährbetrieb sind die Brems zangen 7 mit kurzem Abstand gegen die Reibfläche 1 eingestellt . Bei deren Betätigung im Brems fall werden die Bremsbeläge 8 üblicherweise pneumatisch gegen die Reibfläche 5 angedrückt , wobei die Radscheibe 10 entsprechend der Andrückkraft ggfs . bis zum Stillstand abgebremst wird . Fig. 2 shows, in a half section, a wheel disk 10 of a rail vehicle with a running profile corresponding to the track structure. A brake disc 1 is fastened to each of the two outer sides of the web profile 11 of the wheel disc 10 , which has ventilation channels 12 running around it on the inner sides facing the web profile 11 . A wearing layer 6 is applied to the outside of each brake disc 1 , the outside of which provides the friction surface 5 for a brake caliper 7 . According to the exemplary embodiment of the railway wheel shown in the drawing, a brake pad 8 facing the friction surface is attached to the brake calipers 7 in each case—also known as a brake pad, which usually consists of a composite material. In ferry operation, the brake calipers 7 are set at a short distance from the friction surface 1. When they are actuated in the braking event, the brake linings 8 are usually pressed pneumatically against the friction surface 5, with the wheel disc 10 possibly corresponding to the pressing force. is braked to a standstill.
Wie bereits zu Fig . 1 erläutert wird die Verschleißschicht 6 auf dem aus Stahlguß oder Grauguß bestehendem Grundmaterial der Radscheibe 10 durch thermisches Spritzen oder Auftragsschweißen, insbesondere durch Laserauftragsschweißen aufgebracht . Die Reibfläche 5 entsteht durch nachträgliches mechanisches Bearbeiten der Außenfläche der Verschleißschicht 6 . As already to Fig. 1, the wear layer 6 is applied to the base material of the wheel disc 10, which consists of cast steel or gray cast iron, by thermal spraying or build-up welding, in particular by laser build-up welding. The friction surface 5 is created by subsequent mechanical processing of the outer surface of the wearing layer 6 .
Abweichend von Fig . 1 ist bei der Aus führungs form gemäß Fig . 2 die Radscheibennabe 9 einteilig an dem die Radscheibe 10 bildenden Gußteil ausgebildet . Deviating from Fig. 1 is in the embodiment shown in FIG. 2 the wheel disc hub 9 is formed in one piece on the cast part forming the wheel disc 10 .
Eine Ausschnittvergrößerung A zeigt die Details des Zusammenbaus von Radscheibe 10 mit Bremsscheibe 1 , welche die Verschleißschicht 6 trägt . Bei üblicher Bauweise des Reibbremskörpers an einem Fahrzeug ist die Reibfläche 5 der Geometrie der Bremsscheibe 1 angepasst , so dass im Bereich des Reibkontakts zwischen Verschleißschicht 6 und dem an der Brems zange 7 befestigten Bremsbelag 8 der Abrieb seitens der Reibfläche 5 weitgehend reduziert ist . Eine umfassende Prüfstand-Untersuchung am Beispiel einer Graugußbremsscheibe eines Lastkraf t f ahrzeugs hat eine signi fikante Reduzierung der Verschleißwerte durch den Einsatz einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verschleißschicht ergeben . Gemessen an der Reduzierung des Feinstaubanteils zeigte sich bei Einsatz gleicher Bremsbeläge ein Rückgang um etwa 50 Gew . % . A detail enlargement A shows the details of the assembly of the wheel disc 10 with the brake disc 1 which carries the wearing layer 6 . In the usual construction of the friction brake body on a vehicle, the friction surface 5 is adapted to the geometry of the brake disc 1 so that in the area of frictional contact between the wearing layer 6 and the brake lining 8 fastened to the brake caliper 7, the wear on the friction surface 5 is largely reduced. A comprehensive test bench investigation using the example of a gray cast iron brake disc of a truck has shown a significant reduction in the wear values through the use of a wear layer proposed according to the invention. Measured by the reduction in the fine dust content, there was a reduction of around 50% by weight when using the same brake pads. % .
Dabei kam neben einem üblichen Bremsbelag auf Seiten der Brems zange eine Verschleißschicht als Pulverbeschichtung mit einer Auswahl von erfindungsgemäß vorgeschlagenen Legierungsbestandteilen zum Einsatz . In addition to a conventional brake pad on the side of the brake caliper, a wearing layer was used as a powder coating with a selection of alloy components proposed according to the invention.

Claims

Patentansprüche Reibbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge wie Straßen-, Schienen- und Nutzfahrzeuge, umfassend einen Reibbremskörper, insbesondere eine Grauguß-Bremsscheibe, dessen Reibfläche (1) mit einer Verschleißschicht (2) aus einer Eisenlegierung versehen ist, die durch thermisches Spritzen oder Auftragschweißen, insbesondere durch Laserauftragschweißen, auf der Reibfläche (1) aufgebracht ist und als Legierungsbestandteile überwiegend Eisen (Fe) als Restbestandteil, sowie Carbon (C) , Vanadium (V) und wahlweise Chrom (Cr) und/oder Niob (Nb) und/oder Molybdän (Mo) und/oder Wolf ramcarbid (WC) umfasst. Reibbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge wie Straßen-, Schienen- und Nutzfahrzeuge, umfassend einen Reibbremskörper, insbesondere eine Bremsscheibe aus Grauguß (GG) , dessen Reibfläche (1) mit einer Verschleißschicht (2) aus einer Eisenlegierung versehen ist, die durch thermisches Spritzen oder Auftragschweißen, insbesondere durch Laserauftragschweißen, auf der Reibfläche aufgebracht ist und als Legierungsbestandteile überwiegend Eisen (Fe) als Restbestandteil, sowie Carbon (C) , Vanadium (V) und Chrom (Cr) umfasst. Reibbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge wie Straßen-, Schienen- und Nutzfahrzeuge, umfassend einen Reibbremskörper, insbesondere eine Bremsscheibe aus Grauguß (GG) , dessen Reibfläche (1) mit einer Verschleißschicht (2) aus einer Eisenlegierung versehen ist, die durch thermisches Spritzen oder Auftragschweißen, insbesondere durch Laserauftragschweißen, auf der Reibfläche (1) aufgebracht ist und als Legierungsbestandteile überwiegend Eisen (Fe) als Restbestandteil, sowie Carbon (C) , Vanadium (V) , sowie Niob (Nb) und/oder Molybdän (Mo) umfasst. Reibbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge wie Straßen-, Schienen- und Nutzfahrzeuge, umfassend einen Reibbremskörper, insbesondere eine Bremsscheibe aus Grauguß (GG) , dessen Reibfläche (1) mit einer Verschleißschicht (2) aus einer Eisenlegierung versehen ist, die durch thermisches Spritzen oder Auftragschweißen, insbesondere durch Laserauftragschweißen, auf der Reibfläche (1) aufgebracht ist und als Legierungsbestandteile überwiegend Eisen (Fe) als Restbestandteil, sowie Carbon (C) , Vanadium (V) sowie Molybdän (Mo) und/oder Wolf ramcarbid (WC) umfasst. Reibbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge wie Straßen-, Schienen- und Nutzfahrzeuge, umfassend einen Reibbremskörper, insbesondere eine Bremsscheibe aus Grauguß (GG) , dessen Reibfläche (1) mit einer Verschleißschicht (2) aus einer Eisenlegierung versehen ist, die durch thermisches Spritzen oder Auftragschweißen, insbesondere durch Laserauftragschweißen, auf der Reibfläche (1) aufgebracht ist und als Legierungsbestandteile überwiegend Eisen (Fe) als Restbestandteil, sowie Carbon (C) , Vanadium (V) sowie Wolf ramcarbid (WC) und/oder Niob (Nb) umfasst. 16 Reibbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bor (B) in der Verschleißschicht (2) enthalten ist. Reibbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht (2) als Legierungsbestandteile Chrom (Cr) von zumindest 12 Gew.%, Vanadium (V) von zumindest 1,0 Gew.% und Carbon (C) von zumindest 1,0 Gew.% enthält. Reibbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungsbestandteile Niob (Nb) und Molybdän (Mo) zusammen maximal 2 Vol . % der Verschleißschicht (2) betragen. Reibbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht (2) ein- oder mehrschichtig aufgetragen ist und eine Gesamtstärke von 2 bis 4 mm aufweist . Reibbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht (2) durch Pulverauftragsschweißen erzeugt ist. Reibbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht (2) durch Flammspritzen auf getragen ist. Reibbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht (2) eine gegenüber der Grauguß-Bremsscheibe um den Faktor 2 bis 3 höhere Oberflächenhärte aufweist. Patent claims Friction brake, in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a gray cast iron brake disc, whose friction surface (1) is provided with a wear layer (2) made of an iron alloy, which is produced by thermal spraying or build-up welding, in particular by laser build-up welding, on the friction surface (1) and as alloy components predominantly iron (Fe) as the remaining component, as well as carbon (C), vanadium (V) and optionally chromium (Cr) and/or niobium (Nb) and/or molybdenum ( Mo) and/or tungsten carbide (WC). Friction brake, in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a brake disc made of gray cast iron (GG), the friction surface (1) of which is provided with a wear layer (2) made of an iron alloy, which is provided by thermal spraying or build-up welding Is applied, in particular by laser deposition welding, on the friction surface and as alloying components predominantly iron (Fe) as a residual component, as well as carbon (C), vanadium (V) and chromium (Cr). Friction brake, in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a brake disc made of gray cast iron (GG), the friction surface (1) of which is provided with a wear layer (2) made of an iron alloy, which is coated by thermal spraying or Build-up welding, in particular by laser cladding, is applied to the friction surface (1) and as alloying components predominantly iron (Fe) as a residual component, as well as carbon (C), vanadium (V), and niobium (Nb) and/or molybdenum (Mo). Friction brake, in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a brake disc made of gray cast iron (GG), the friction surface (1) of which is provided with a wear layer (2) made of an iron alloy, which is provided by thermal spraying or build-up welding , in particular by laser deposition welding, is applied to the friction surface (1) and as alloying components predominantly iron (Fe) as the remaining component, as well as carbon (C), vanadium (V) and molybdenum (Mo) and/or tungsten carbide (WC). Friction brake, in particular for motor vehicles such as road, rail and commercial vehicles, comprising a friction brake body, in particular a brake disc made of gray cast iron (GG), the friction surface (1) of which is provided with a wear layer (2) made of an iron alloy, which is provided by thermal spraying or build-up welding , in particular by laser deposition welding, is applied to the friction surface (1) and as alloying components predominantly iron (Fe) as the remaining component, as well as carbon (C), vanadium (V) and tungsten carbide (WC) and/or niobium (Nb). 16 Friction brake according to one of claims 1 to 5, characterized in that boron (B) is contained in the wearing layer (2). Friction brake according to one of claims 1 to 6, characterized in that the wearing layer (2) as alloy components chromium (Cr) of at least 12% by weight, vanadium (V) of at least 1.0% by weight and carbon (C) of at least 1.0% by weight. Friction brake according to Claim 3, characterized in that the alloy components niobium (Nb) and molybdenum (Mo) together have a maximum of 2 vol. % of wear layer (2). Friction brake according to one of claims 1 to 8, characterized in that the wearing layer (2) is applied in one or more layers and has a total thickness of 2 to 4 mm. Friction brake according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the wear layer (2) is produced by powder deposition welding. Friction brake according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the wear layer (2) is applied by flame spraying. Friction brake according to one of the preceding claims, characterized in that the wear layer (2) has a surface hardness that is 2 to 3 times higher than that of the gray cast iron brake disc.
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