DE102004051378A1 - Composite construction part for a vehicle disk brake has brake disk attached with brake disk pot, which is made by forging process between solid and liquid temperature range - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugscheibenbremse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundbauteils nach der im Oberbegriff von Anspruch 6 näher definierten Art.The The invention relates to a composite component for a vehicle disc brake according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art The invention relates to a method for producing such Composite component according to the closer defined in the preamble of claim 6 Art.
Aus
dem allgemeinen Stand der der Technik ist es bekannt, bei Fahrzeugscheibenbremsen
die eigentliche Bremsscheibe, den so genannten Reibring, über aufwändige mechanische
Elemente, wie z.B. Spangen, Federelemente, Kulissensteine, etc.,
mit dem Verbindungselement zur Radnabe, dem so genannten Bremsscheibentopf,
zu verbinden. Ein derartiger Aufbau erfordert dabei einen hohen
Aufwand an Einzelelemente mit dem Erfordernis einer sehr hohen Fertigungsgenauigkeit
sowohl der Elemente als auch deren Aufnahmen. Ein derartiger Aufbau
wird damit entsprechend teuer, komplex, schwer und störanfällig. Beispielhaft
soll hierzu lediglich die
Um
die oben dargelegte Komplexität
zu verringern beschreibt die
Aufgrund der thermischen Belastung beim Bremsen und dem damit verbundenen Ausdehnen des Reibrings, kann es jedoch zu Bewegungen der beiden Teile gegeneinander kommen, welche auch zu einem Lockern der Verbindung führen können. Es ist daher immer erforderlich die Verbindung über ein weiteres Verbindungselement, z.B. einen Niet, zusätzlich zu sichern. Damit kommt es auch hier zu einer vergleichsweise eher komplexen, schweren und einen Vielzahl von Teilen aufweisenden Verbindung.by virtue of the thermal load during braking and the associated However, stretching the friction ring may cause movement of the two Parts come against each other, which also leads to a loosening of the connection to lead can. It is therefore always necessary to connect via another connecting element, e.g. a rivet, in addition to secure. This is also a comparatively more likely one here complex, heavy and multi-piece connection.
Außerdem kommt es aufgrund der guten Wärmeleitung durch den Press- oder Schrumpfsitz häufig zu einer erheblichen Erwärmung des Bremsscheibentopfes und der mit ihm verbundenen Radnabe. Diese wird jedoch durch die Erwärmung stark beansprucht, insbesondere wenn die erhöhte Temperatur die Schmierung der Radnabe nachteilig beeinflusst oder schädigt. Vergleichbares gilt auch für einteilige gegossene Reibring-Bremsscheibentopf-Einheiten.Besides that comes it due to the good heat conduction by the press or shrink fit often to a considerable warming of the Brake disc pot and its associated hub. This one will however, by the warming heavily stressed, especially if the elevated temperature lubrication the wheel hub adversely affected or damaged. The same applies for one-piece cast friction ring brake disc pot units.
Aus der WO 01/01009 A1 ist ferner die Möglichkeit bekannt, Reibringe aus keramischen Materialien durch Umgießen mit einem geschmolzenen Metall, welches z.B. den Bremsscheibentopf bilden kann, zu einem Verbundbauteil zusammenzufassen. Nachteilig dabei ist es, dass es durch den Kontakt zwischen Reibring und heißem geschmolzenen Metall zu einer erheblichen schockartigen thermischen Belastung des Reibringes kommt. Durch die Verwendung der in der oben genannten internationalen Anmeldung beschriebenen Aluminiumlegierungen, welche einen im Vergleich zu Stahl eher niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, kann diese Problematik zwar teilweise umgangen werden. Bei den Eingangs der oben genannten internationalen Anmeldung beschriebenen Temperaturen von derartigen Bremsscheiben, welche von dem Reibring auch auf den Bremsscheibentopf übertragen werden, kommt es jedoch bereits zu einer mechanischen Schwächung der gegossenen Aluminiumteile. Ferner weist das Umgießen den Nachteil auf, dass die erstarrende Schmelze einen starken Schwund erfährt, so die sichere mechanische Verbindung nicht oder nur durch sehr komplexe geometrische Ausgestaltungen der Reibringe sichergestellt werden kann.Out WO 01/01009 A1 also discloses the possibility of friction rings made of ceramic materials by molding with a molten one Metal, which e.g. can form the brake disk pot, to a Composite component to summarize. The disadvantage here is that it due to the contact between the friction ring and hot molten metal a considerable shock-like thermal load on the friction ring comes. By using the in the above mentioned international Application described aluminum alloys, which in comparison Although the melting point of steel is rather low, this problem can indeed be solved partially bypassed. At the entrance of the above international Described temperatures of such brake discs, which also transferred from the friction ring on the brake disk hub However, there is already a mechanical weakening of the cast aluminum parts. Furthermore, the Umgießen the Disadvantage on that the solidifying melt a strong shrinkage learns so the secure mechanical connection is not or only by a lot Ensures complex geometrical configurations of the friction rings can be.
Dem entgegen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugscheibenbremse zu schaffen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet, einen einfachen Aufbau ermöglicht und eine dauerhafte und sichere Verbindung zwischen den Einzelelementen gewährleistet.the contrary, it is the object of the present invention, a composite component for one Vehicle disc brake to create which the above-mentioned disadvantages avoids, allows a simple construction and a lasting and ensures secure connection between the individual elements.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verbundbauteil, welches die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Ferner löst ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Verbundbauteils mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6 die oben genannte Aufgabe.According to the invention this Task by a composite component, which has the characteristics of the characterizing Part of claim 1, solved. Furthermore, a procedure triggers for producing such a composite component with the features in characterizing part of claim 6, the above object.
Das Schmieden des Bremsscheibentopfes erfolgt in einem Temperaturbereich zwischen der Liquidus- und der Solidustemperatur, typischerweise durch so genanntes Thixo-Schmieden bzw. ein Schmieden in halbflüssigem Zustand (semi solid forging). Dabei wird gleichzeitig der geschmiedete Bremsscheibentopf an den vorgefertigten Reibring gefügt. Das so entstehende erfindungsgemäße Verbundbauteil aus Reibring und aus einem im Temperaturbereich zwischen der Liquidus- und der Solidustemperatur geschmiedetem Bremsscheibentopf weist dabei einige Vorteile auf.The Forging the brake disk pot takes place in a temperature range between the liquidus and the solidus temperature, typically through so-called thixo-forging or forging in semi-liquid state (semi solid forging). At the same time, the forged brake disk pot becomes joined to the prefabricated friction ring. The resulting composite component according to the invention friction ring and one in the temperature range between the liquidus and the solidus temperature forged brake disk pot has There are some advantages.
Aufgrund der sehr geringen Erstarrungsschwindung bei in einem Temperaturbereich zwischen der Liquidus- und der Solidus temperatur geschmiedetem Material, insbesondere thixotropem Stahl, kommt es nur zu einem minimalen Spalt zwischen dem geschmiedeten Bremsscheibentopf und dem umschmiedeten Reibring. Dieser minimale Spalt stellt einerseits die sichere mechanische Verbindung, ohne komplexe die größere Erstarrungsschwindung von Gussmaterial aus dem flüssigen Zustand berücksichtigende Geometrien, durch Formschluss sicher. Andererseits kommt es durch den minimalen Spalt und den fehlenden Stoffschluss zu einer thermischen Entkopplung zwischen den Einzelelementen des Verbundbauteils, so dass die Wärmeleitung von dem Reibring auf den Bremsscheibentopf mit ihren oben dargelegten Nachteilen verringert werden kann.Due to the very low solidification shrinkage forged in a temperature range between the liquidus and the solidus temperature material, in particular thixotropic steel, there is only a minimal gap between the forged brake disk hub and the rewritten friction ring. On the one hand, this minimal gap provides the secure mechanical connection, without complex, the greater solidification shrinkage of casting material from the liquid state considering geometries, by positive locking safely. On the other hand, it comes through the minimum gap and the lack of material connection to a thermal decoupling between the individual elements of the composite component, so that the heat conduction from the friction ring can be reduced to the brake disk with its above-mentioned disadvantages.
Ferner erfordert das Umschmieden eines Teils des Reibrings keinerlei aufwändige und qualitativ hochwertige Bearbeitung desselben. Vielmehr helfen mit keinem oder sehr wenig Aufwand bearbeitete raue Oberflächen, z.B. von Reibringen aus Grauguss, die gewünschte formschlüssige Anbindung durch eine sich dadurch ausbildende Verklammerung der Einzelelemente zu verbessern. Eine aufwändige Bearbeitung des Reibrings zur Formgebung oder zum Erreichen von eine vorgegebene Fertigungstoleranz aufweisenden Kontaktflächen kann somit entfallen.Further requires the Umschmieden a part of the friction ring no consuming and high quality processing of the same. Rather, help with no or very little effort worked on rough surfaces, e.g. of friction rings made of gray cast iron, the desired positive connection by a thereby forming clamping the individual elements improve. An elaborate editing the friction ring for shaping or to achieve a predetermined Manufacturing tolerance having contact surfaces can thus be omitted.
Das erfindungsgemäße Verbundbauteil kann dabei aus verschiedenen Materialien und/oder Materialkombinationen bestehen bzw. aus diesen hergestellt werden. Die bereits beispielhaft erwähnte Verwendung von thixoschmiedefähigem Stahl, bietet jedoch den Vorteil einer auch bei hohen Temperaturen sehr guten Festigkeit und einer großen thermischen Belastbarkeit des Bremsscheibentopfes.The Composite component according to the invention can be made of different materials and / or material combinations consist of or be produced from these. The already exemplary mentioned Use of thixoformable Steel, however, offers the advantage of a very high temperature good strength and a big one thermal load capacity of the brake disk hub.
Gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verbundbauteils besteht der Reibring desselben aus Grauguss.According to one very cheap Further development of the composite component according to the invention the friction ring of the same consists of cast iron.
Der Reibring ist dabei auch in komplexer Geometrie, z.B. Innenbelüfet, sehr einfach und kostengünstig herstellbar. Ferner weist er üblicherweise eine vom Gießen raue Oberfläche auf, welche das oben erwähnte Verklammern der Einzelelemente günstig beeinflusst.Of the Friction ring is also in complex geometry, e.g. Innenbelüfet, very easy and inexpensive produced. Furthermore, it usually has one from the pouring rough surface on which the above mentioned Clamping of the individual elements favorably affected.
In der Kombination mit dem bereits genannten Bremsscheibentopf aus Stahl entsteht ein besonders kostengünstiges Verbundbauteil. Außerdem sind die thermischen Ausdehnungseigenschaften der beiden Materialien so ähnlich zueinander, dass auch bei starker Erwärmung keine unverhältnismäßig hohen thermisch bedingten Spannungen zwischen den Einzelelementen auftreten.In the combination with the already mentioned brake disc pot Steel creates a particularly cost-effective composite component. Besides, they are the thermal expansion properties of the two materials so similar to each other, that even with strong warming disproportionately high thermally induced stresses between the individual elements occur.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the embodiments described below with reference to the drawing.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Zur
Herstellung des Verbundbauteil für
eine Fahrzeugscheibenbremse, welches aus dem Reibring
Dieses
Verfahren kann dabei mit verschiedenen Materialien sowohl für den Reibring
Das
Umschmieden des Reibrings
In
Durch
eine derartige Ausgestaltung des Reibrings
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410051378 DE102004051378A1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | Composite construction part for a vehicle disk brake has brake disk attached with brake disk pot, which is made by forging process between solid and liquid temperature range |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102004051378A1 true DE102004051378A1 (en) | 2006-04-27 |
Family
ID=36128901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE200410051378 Withdrawn DE102004051378A1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | Composite construction part for a vehicle disk brake has brake disk attached with brake disk pot, which is made by forging process between solid and liquid temperature range |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102004051378A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009044678B4 (en) * | 2008-11-27 | 2012-02-02 | Leiber Group Gmbh & Co. Kg | Method and device for producing a positive connection of different cup-shaped components of a brake drum |
DE102010037123A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-23 | Leiber Group Gmbh & Co. Kg Aluminium Umform- Und Bearbeitungstechnik | Braking system i.e. brake disk, for motor vehicle, has cylinder provided with brake disk head, and friction ring forged at brake disk head after insertion of cylinder into head, where cylinder is forged at brake disk head |
-
2004
- 2004-10-21 DE DE200410051378 patent/DE102004051378A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
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DE102010037123B4 (en) | 2010-08-23 | 2020-08-06 | Leiber Group Gmbh & Co. Kg Aluminium Umform- Und Bearbeitungstechnik | Brake system with a brake disc chamber, a drum and at least one friction ring as a brake disc and method for manufacturing |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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