DE102008037635A1

DE102008037635A1 - Gießen von geräuschgedämpften, belüfteten Bremsscheiben mit eingebetteten Einsätzen

Info

Publication number: DE102008037635A1
Application number: DE102008037635A
Authority: DE
Inventors: Michael D. West Bloomfield Hanna; Mohan Troy Sundar; Andrew St. Catharines Schertzer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2028-08-15
Also published as: US8118079B2; CN101367125B; CN101367125A; DE102008037635B4; US20090044923A1

Abstract

Eine Anordnung aus zwei gleichen Rippenkernen, die einen Trennkern einschließen, wird verwendet, um zwei oder vier geräuschdämpfende Einsätze zum Sandformgießen eines Paares belüfteter und gedämpfter Bremsscheiben zu tragen. Sandformkörper sind ausgebildet, um außen liegende Flächen von Naben- und Scheibenflächen der Gussbremsscheiben zu definieren. Die dreiteilige Kernanordnung ist derart geformt, dass sie die komplexen Innenflächen beim Gießen von belüfteten Scheibenkörpern definiert, die einen oder zwei ringförmige, geräuschdämpfende Einsätze tragen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf der Basis der provisorischen US-Anmeldung Nr. 60/956 422 mit dem Titel „Casting Noise-Damped, Vented Brake Rotors with Embedded Inserts" („Gießen von geräuschgedämpften belüfteten Bremsscheiben mit eingebetteten Einsätzen"), die am 17. August 2007 eingereicht wurde und die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Diese Beschreibung bezieht sich auf das Gießen von Bremsscheiben mit Kühlbelüftungsöffnungen und eingebetteten Einsätzen. Im Spezielleren betrifft diese Beschreibung eine Anordnung von Kernen, die das Sandgießen von Paaren solcher Bremselemente ermöglichen.
Hintergrund der Erfindung
Es besteht Interesse an der Herstellung von Bremsscheiben, die zum Kühlen belüftet sind und geräuschdämpfende Einsätze enthalten. Solche Scheiben werden häufig zum Bremsen von Fahrzeugrädern verwendet.
In vielen Ausführungsformen weisen solche Bremsscheiben eine runde Nabe zum Anbringen an einem Fahrzeugrad und einen sich radial nach außen erstreckenden Scheibenabschnitt auf, der an der zentralen Nabe angebracht ist. Während eines Fahrzeugbetriebes rotieren die Nabe und die Scheibe um eine Zentralachse, die mit der Rotationsachse des Rades, an dem sie angebracht sind, zusammenfällt. Die Scheibe ist wie eine ringförmige Platte mit einem ringförmigen Körper geformt, der sich radial von der Nabe weg erstreckt und zwei flache, parallele, ringförmige Seiten (manchmal als „Wangen" bezeichnet) und eine Umfangsstirnfläche aufweist. Eine Wange der Scheibe befindet sich auf der Nabenseite der Bremsscheibenstruktur und die andere Wange ist die Scheibenfläche an der entgegengesetzten Seite des Scheibenkörpers. Während eines Bremsbetriebes werden Klötze aus einem Reibungsmaterial fest gegen die dann rotierenden Wangen der Scheibe gepresst, um die Rotation der Scheibe und des angebrachten Rades anzuhalten. Solch eine Bremsreibung entwickelt Wärme in der Scheibe sowie mechanische Schwingungen. Gelegentlich führen die Schwingungen zu einem Geräusch mit hoher Frequenz (typischerweise Bremsquietschen).
In einigen Scheibenkonstruktionen ist der Scheibenkörper solide, aber in vielen Scheiben enthält der Körperabschnitt mehrere sich allgemein radial erstreckende Querlamellen, die eingreifende Luftkanäle zur Luftkühlung von in dem Scheibenkörper während des Bremsens entwickelter Reibungswärme definieren. Die Lamellen sind im Allgemeinen in der Mitte des Scheibenkörpers gebildet, um eine oder zwei außen liegende dauerhafte Körperdicken für den gegen die Wangenflächen aufgebrachten Bremsdruck zu belassen. Um ein Bremsquietschen zu unterdrücken, ist es wünschenswert, ein ringförmiges, typischerweise flaches Einsatzstück in einem oder beiden Scheibenkörperabschnitten außen liegend von den Lamellen vorzusehen. Es ist auch wünschenswert, ein Scheibenmaterial um den geräuschdämpfenden Einsatzkörper herum zu gießen, um geeignete geräuschdämpfende (typischerweise durch Coulomb-Reibungsdämpfung) Flächenbereiche zwischen angrenzenden Seiten des einschließenden Gussscheibenmetalles und dem Einsatzmaterial zu bilden.
Beispielsweise und als eine Veranschaulichung können ringförmige Einsatzplatten Stahlstanzteile mit oder ohne eine Beschichtung aus einem Partikelmaterial für einen Reibungskontakt mit den eingreifenden Innenseitenflächen des Gussscheibenmaterials sein. Und die Scheibe und die Nabe können aus einer geeigneten Gusseisenzusammensetzung gebildet sein.
Es stellte eine Herausforderung dar, ein praktisches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung solcher geräuschgedämpfter, belüfteter Bremsscheiben mit Lamellen zum Kühlen und Einsätzen zur Schwingungsdämpfung zu entwickeln. Diese Beschreibung sieht eine Anordnung von Kernen vor, typischerweise drei speziell konstruierte und komplementäre, harzgebundene Sandkerne, welche das Sandgießen von Paaren solcher Scheiben ermöglicht. Es ist auch eine Anordnung von Kernen vorgesehen, die das Sandgießen von mehr als zwei Scheiben gleichzeitig ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Sandformgießverfahren zum Gießen eines Paares (oder mehrerer Paare) belüfteter Bremsscheiben mit Einsätzen, die in den Lamellen enthaltenden Scheibenkörpern der Gussteile eingebettet sind, vorgesehen. Zum Zweck der Beschreibung einer Bremsscheibe und des offenbarten Gießverfahrens wird angenommen, dass, wenn eine Bremsscheibe an einer Fahrzeugecke angebracht ist, der Nabenabschnitt der Bremsscheibe außerhalb (außen liegend) auf der Rotationsachse des Rades liegt und der ringförmige Scheibenkörper innen liegend von der Nabe entlang der Rotationsachse des Rades liegt. Jede Bremsscheibe weist innere Lamellen zwischen außen liegenden und innen liegenden Scheibenkörperabschnitten auf. Die außen liegenden und innen liegenden Körperabschnitte besitzen äußere Seiten, die während eines Fahrzeugbetriebes durch Bremsklötze in Eingriff gebracht werden, und innere Seiten, die mit den einen Luftkanal definierenden Lamellen verschmelzen. Ein Einsatz zur Coulomb-Reibungsdämpfung kann entweder innerhalb eines oder beider der Scheibenkörperabschnitte enthalten sein. In der nachfolgenden Veranschaulichung ist ein partikelbeschichteter Stahleinsatz innerhalb des innen liegenden Scheibenkörpers eingeschlossen.
In dieser illustrativen Ausführungsform wird eine mehrteilige (typischerweise zweiteilige) Sandform mit komplementären, gegenüberliegenden (z. B. Oberkasten und Unterkasten) Formkörpern hergestellt, die jeweils Gießhohlraumflächen aufweisen, welche die außen liegenden (nabenseitigen) Flächen von zwei gegenüberliegenden, nebeneinander liegenden Bremsscheiben definieren. Die Formkörper definieren auch die außen liegende Seite der Nabe und die außen liegenden Scheibenwangenseiten der zwei Scheiben. Eine dreiteilige Sandkernanordnung wird derart hergestellt, dass sie zwischen den gegenüberliegenden Formhohlraumflächen liegt und die innen liegende Seite einer jeden Scheibe definiert. Die Sandform kann zum Metallgießen in einer horizontalen oder vertikalen Lage angeordnet sein.
Zwei von den Sandkernen können identisch sein. Sie können derart geformt sein, dass sie einander zugewandt zusammengesetzt sind, und sind in dieser Beschreibung zur einfachen Bezugnahme als „Rippenkerne" bezeichnet. Jeder zusammengesetzte Rippenkern ist derart geformt, dass er die nachfolgenden innen liegenden Flächen einer des Paares von Gussscheiben definiert: die innen liegende Seite der Scheibennabe, die innere Seite des außen liegenden Scheibenkörpers, die Lamellen zum Belüften des Scheibenkörpers (deshalb der „Rippenkern"), die innere Seite des innen liegenden Scheibenkörpers und Nasenunterstützungen für einen in Position gegossenen Dämpfungseinsatz. Der dritte Sandkern besitzt eine ringförmige Form und ist ferner derart geformt, dass er zwischen radial äußeren Abschnitten der gegenüberliegenden Rippenkerne liegt. Dieser Kern wird treffend als ein „Trennkern" bezeichnet und er definiert äußere Wangenseiten der innen liegenden Scheibenkörper. Die Kerne sind ferner derart geformt, dass sie einen geräuschdämpfenden Einsatz zwischen jedem Rippenkern und einem dazwischen angeordneten Trennkern unterstützen.
In der Anordnung der Gießkerne wird ein geräuschdämpfender Einsatz auf jeder Seite des Trennkerns und im Inneren der gegenüberliegenden einkeilenden Rippenkerne angeordnet. Die zusammengesetzten drei Kernkörper und Einsätze können zusammengeklammert und zwischen den gegenüberliegenden Formkörpern angeordnet werden. Die Formstücke können mit Metallschmelzen-Strömungsdurchgängen für eine horizontale oder vertikale Lage der zu gießenden Teile versehen und angeordnet sein. Die Anordnung erlaubt das gleichzeitige Gießen von einem oder mehreren Paaren gleicher oder identischer, einen Einsatz enthaltender, geräuschgedämpfter, belüfteter Bremsscheiben.
Weitere Ziele und Vorteile dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung illustrativer bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen offensichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schrägrissdarstellung einer Sandguss-Bremsscheibe mit einer Nabe und einem Scheibenkörper mit Lamellen für eine Strömung von Kühlluft. Der Scheibenkörperabschnitt des Gussteiles umgibt einen Einsatz für eine Coulomb- Reibungsdämpfung von Schwingungen in der Scheibe während einer Fahrzeugbremsung.
2 ist eine Querschnittsansicht einer zweiteiligen Sandform mit einer Anordnung von drei Sandkernen zum Gießen eines Paares von Bremsscheiben, jede mit einem schwingungsdämpfenden Einsatz und Lamellen zum Kühlen.
3 ist eine Schrägrissdarstellung der Oberseite eines Rippenkerns für eine Sandkernanordnung zum Gießen eines Paares von Scheiben wie die in 1 veranschaulichte Scheibe.
4 ist eine Schrägrissdarstellung der Unterseite des in 3 veranschaulichten Rippenkerns.
5 ist eine Schrägrissdarstellung eines Trennkerns für die in 2 veranschaulichte Kernanordnung.
6 ist eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes (eingekreist und mit „6" bezeichnet) der Unterseite des Rippenkerns von 4.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
In dieser illustrativen Ausführungsform der Erfindung ist eine repräsentative Bremsscheibe gezeigt. Es ist ein Verfahren zum gleichzeitigen Gießen eines oder mehrerer Paare solcher Scheiben in einer Sandform mithilfe eines Satzes von drei harzgebundenen Sandkernen für jedes Scheibenpaar offenbart.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Bremsscheibe 10 ein Bremselement, das geeignet ist, um an einem Fahrzeugrad, nicht gezeigt, montiert zu werden. Die Bremsscheibe 10 ist an einem Rad beispielsweise eines Kraftfahrzeugs an der innen liegenden Seite des Rades (in Bezug auf das zusammengebaute Fahrzeug) montiert, um die Rotation des Rades im Betrieb des Fahrzeugs anzuhalten. Eine Bremssattelvorrichtung presst Reibklötze gegen die Seiten der Scheibe, um ihre Rotation anzuhalten. Vier solche Bremsscheiben 10 können an einem Fahrzeug verwendet werden, eine mit jedem der vier Räder. Die Bremsscheibe 10 ist rund und zur Rotation um eine Zentralachse durch die Mitte 16 geformt. Die Rotationsachse der Bremsscheibe 10 fällt mit der Rotationsachse des Rades zusammen, an dem sie angebracht ist.
Die Bremsscheibe 10 umfasst eine Nabe 12 und eine Scheibe 14. Die Nabe 12 umfasst eine radiale Nabenfläche 18, die eine Befestigungsgrenzfläche zu einem Fahrzeugrad bereitstellt, und eine axiale Nabenfläche 20, die an einer Seite mit der Scheibe 14 verbunden ist. Typischerweise ist die Bremsscheibe von Radlagerzapfen getragen und auch das Rad ist von den Radlagerzapfen getragen. Die Nabe 12 ist typischerweise an das Rad geschraubt, wenngleich in 1 keine Schraublöcher gezeigt sind. In einem zusammengebauten Fahrzeugrad ist die radiale Fläche 18 der Nabe 12 der äußerste Abschnitt (die außen liegende Seite) der Bremsscheibe 10.
Die Scheibe 14 umfasst einen außen liegenden ringförmigen Scheibenkörper 22 und einen innen liegenden ringförmigen Scheibenkörper 24, die mehrere radiale Lamellen 26 einklemmen. Die radialen Lamellen 26 können eine gebogene (oder teilweise spiralförmige) Ausgestaltung aufweisen. Wenn die Bremsscheibe 10 mit dem Fahrzeugrad rotiert, an dem sie angebracht ist, wird Luft durch die Zentrifugalkraft von dem radial Inneren der Scheibenkörper 22, 24 durch Luftströmungszwischenräume 28, die zwischen den radialen Lamellen 26 liegen und durch diese, den außen liegenden Scheibenkörper 22 und den innen liegenden Scheibenkörper 24 begrenzt sind, gepumpt. Die Bremsscheibe 10 umfasst auch einen oder mehrere Einsätze zur Geräuschdämpfung. In einer Lamellen enthaltenden Bremsscheibe 10 kann solch ein Einsatz in einem der Scheibenkörper 22, 24 oder in beiden angeordnet sein. In dieser Ausführungsform der Offenlegung ist ein ringförmiger, geräuschdämpfender Einsatz 30 innerhalb des innen liegenden Scheibenkörpers 24 eingeschlossen. Der ringförmige, geräuschdämpfende Einsatz 30 besitzt parallele, sich radial erstreckende Seitenflächen für einen Coulomb-Reibungseingriff mit dem umgebenden Gussmetall des innen liegenden Scheibenkörpers 24. Der geräuschdämpfende Einsatz 30 umfasst auch eine Vielzahl von radialen Nasen 32, die gleichmäßig um seine äußere Umfangsfläche zur Verwendung beim Gießen des Scheibenmetalles verteilt sind, wie beschrieben wird. In 2 sind ringförmige, geräuschdämpfende Einsätze 30 veranschaulicht, die sich über die gesamte radiale Abmessung des innen liegenden Scheibenkörpers 24 hinweg erstrecken, allerdings kann sich ein kleinerer Einsatz nur zum Teil über einen Scheibenkörper hinweg erstrecken.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Sandform- und Kernformungs-Kombination 40 zum gleichzeitigen Gießen eines Paares gleicher (oder identischer) Bremsscheiben 10. Die Sandform- und Kernformungs-Kombination 40 ist in einem horizontalen Gießmodus veranschaulicht, kann aber mit geringen Adaptionen für die Strömung der Gussmetallschmelze in einem vertikalen Gießmodus verwendet werden. In dieser illustrativen Ausführungsform ist der geräuschdämpfende Einsatz 30 aus gestanztem Stahl (mit einer dünnen Beschichtung aus feuerfesten Partikeln) gebildet, und der Rest der Bremsscheibe 10 ist aus einem verschleißfesten Gusseisen gebildet. In weiteren Ausführungsformen kann der Einsatz 30 z. B. aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Gusseisen, einer beliebigen aus einer Vielfalt von anderen Legierungen oder einem Metallmatrixverbund gebildet sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In weiteren Ausführungsformen kann die Beschichtung über dem geräuschdämpfenden Einsatz 30 z. B. Partikel, Flocken oder Fasern mit Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Graphit mit Ton, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Cordierit (Magnesium-Eisen-Aluminiumsilikat), Mullit (Aluminiumsilikat), Zirkonium (Zirkoniumoxid), Phyllosilikaten oder anderen hochtemperaturbeständigen Partikeln umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Beschichtung über dem Einsatz 30 eine Dicke im Bereich von etwa 1 μm bis etwa 500 μm aufweisen.
Die Sandform- und Kernformungs-Anordnung 40 umfasst einen Oberkasten 42 und einen Unterkasten 44. Die einen Hohlraum definierenden Flächen des Oberkastens 42 und des Unterkastens 44 können im Wesentlichen identisch sein, wenn zwei identische Bremsscheiben 10 gegossen werden, wobei in jedem von dem Oberkasten 42 und dem Unterkasten 44 eine Bremsscheibe gebildet wird, wie veranschaulicht.
Unterstützt innerhalb der Form des Oberkastens 42 und des Unterkastens 44 und zwischen diesen befindet sich eine Kombination aus zwei identischen und gegenüberliegenden Rippenkernen (ein oberer Rippenkern 48 in 2 und ein unterer Rippenkern 50). Zwischen den Rippenkernen 48, 50 eingekeilt befindet sich ein einzelner ringförmiger Trennkern 52. Jeder der Kerne 48, 50, 52 kann ein gehärteter Sandkern sein, der für ein besseres Oberflächenfinish mit einer feuerfesten oder nicht feuerfesten Beschichtung beschichtet sein könnte. Jeder der Kerne 48, 50, 52 kann getrennt aus einem harzgebundenen Sand unter Verwendung geeigneter Verfahren geformt werden, die auf dem technischen Gebiet bekannt sind. In einer Ausführungsform wird dann ein ringförmiger, geräuschdämpfender Einsatz 30 zwischen jedem der Rippenkerne 48, 50 und dem ringför migen Trennkern 52 angeordnet. Wie unten stehend beschrieben, sind die Rippenkerne 48, 50 derart konstruiert, dass sie den Einsatz 30 und die Vielzahl von radialen Nasen 32 aufnehmen.
Jeder der Kerne 48, 50, 52 ist rund, und wenn die Kerne zusammengesetzt sind, wie in 2 veranschaulicht, sind ihre Umfangskanten im Wesentlichen ausgerichtet. Die Dreikern-Kombination (die Rippenkerne 48, 50 und der Trennkern 52) und die Einsätze 30 können zusammengesetzt und mit Klammern 54 oder anderen geeigneten Sicherungselementen für ein einfaches Zusammensetzen auf dem Unterkasten 44 und Einschließen durch Anordnen des Oberkastens 42 zusammengehalten sein, wie in 2 veranschaulicht. Beim Gießen kann eine Metallschmelze durch ein Zulaufsystem in der Form des Oberkastens 42 und des Unterkastens 44 und an geeigneten Eingussöffnungen (der einfacheren Veranschaulichung wegen nicht gezeigt) an den Trennflächen des Oberkastens 42 und des Unterkastens 44 und in Öffnungen (nicht gezeigt) in den Außenkanten der Rippenkerne 48, 50 und/oder des Trennkerns 52 eingeleitet werden.
Bezüglich einer Ansicht der oberen Fläche des Rippenkerns 48 kann auch auf 3 und bezüglich einer Ansicht der unteren Fläche des Rippenkerns 48 auf die 4 und 6 Bezug genommen werden, wenn dieser Kern in der Sandform- und Kernformungs-Anordnung 40 angeordnet ist, die in 2 veranschaulicht ist. Eine Schrägrissdarstellung des ringförmigen Trennkerns 52 ist in 5 bereitgestellt.
Wie angeführt, besitzen die Rippenkerne 48, 50 dieselbe Form, da sie verwendet werden, um gleiche Bremsscheiben 10 zu gießen. Daher erfolgt eine Beschreibung der Rippenkerne unter Bezugnahme auf den in den 2, 3, 4 und 6 veranschaulichten Rippenkern 48. Die Rippenkerne 48, 50 und der Trennkern 52 sind geeigneterweise aus einem harzgebundenen Sand in Formen geformt, die das Gießen eines Paares von Bremsrotoren 10 ermöglichen.
3 veranschaulicht die Oberseite 60 des Rippenkerns 48, wenn er in der Sandform- und Kernanordnung 40 von 2 positioniert ist. Beim Betrachten einer Schrägrissdarstellung der Oberseite 60 des Rippenkerns 48, wie in 3 zu sehen, sind strukturelle Merkmale des Rippenkerns 48 zum Definieren der innen liegenden Flächen der Bremsscheibe 10 aus einer anderen Perspektive veranschaulicht als in der Querschnittsansicht von 2.
Der Rippenkern 48 ist rund und seine Oberseite 60 besitzt einen nabenbildenden Abschnitt 62 zum Definieren der innen liegenden Flächen der radialen Nabenfläche 18 und der axialen Nabenfläche 20 beim Gießen der Bremsscheibe 10. Der nabenbildende Abschnitt 62 besitzt einen zentralen Abschnitt 70 zum Definieren der axialen Öffnung in der Bremsscheibe 10. Die Fläche 63 des Rippenkerns 48 definiert die innen liegende Fläche des außen liegenden ringförmigen Scheibenkörpers 22 und besitzt Löcher 64 zum Bilden von radialen Lamellen 26 in der Bremsscheibe 10. Die Umfangskante 66 des Rippenkerns 48 liegt an einer inneren Fläche eines Formelements des Oberkastens 42 oder Unterkastens 44 an. Eine innere kreisförmige Kante 68 des Rippenkerns 48 wirkt mit dem jeweiligen Formelement zusammen, um die runde Außenkantenfläche des außen liegenden ringförmigen Scheibenkörpers 22 zu definieren.
4 veranschaulicht die Unterseite 71 eines Rippenkerns 48. Die Unterseite 71 des Rippenkerns 48 umfasst eine runde, zentrale, flache Fläche 72, die an einer gleichen Fläche eines gleichen Rippenkerns (z. B. des Rippenkerns 50 in 2) anliegt. Die Unterseite des Rippenkerns 48 umfasst eine runde, verjüngte Fläche 74 zum Eingriff einer Kante des Trennkerns 52, eine Fläche 76 zum Eingriff einer inneren kreisförmigen Kante des ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatzes 30, eine Fläche 78 zum Definieren einer inneren Fläche des innen liegenden ringförmigen Scheibenkörpers 24 und Löcher 64 für die Lamellen 26. Die Unterseite 71 des Rippenkerns 48 besitzt eine runde Fläche 80 zum Aufnehmen eines ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatzes (30 in den 1 und 2). In der Ausführungsform von 4 weist die Fläche 80 zwölf radiale Erweiterungen 82 zum Aufnehmen von sich radial erstreckenden Haltenasen (32 in den 1 und 2) auf. Die Fläche 84 des Rippenkerns ist derart ausgebildet, dass sie an einer gleichen Fläche eines gleichen Rippenkerns (z. B. des Rippenkerns 50 in 2) anliegt.
Eingüsse zum Einlassen einer Metallschmelze (nicht gezeigt) können in der Fläche 84 zwischen den radialen Erweiterungen 82 gebildet sein. Wenn die Sandform- und Kern-Anordnung 40 sich in einer horizontalen Position befindet, wie in 2 veranschaulicht, können solche Eingüsse z. B. zwischen jeder zweiten radialen Erweiterung gebildet sein. Wenn die Sandform- und Kernform-Anordnung 40 sich in einer vertikalen Position befindet, können solche Eingüsse im unteren Bereich der Form- und Kern-Anordnung gebildet sein.
6 veranschaulicht einen vergrößerten Abschnitt von 4 und zeigt einen Abschnitt eines ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatzes 30, der auf der Rippenkernfläche 80 liegt, wobei eine Nase 32 des Dämpfungseinsatzes 30 auf einer etwas vergrößerten Kernfläche 82 liegt. Eine geeignete Anzahl von Nasen 32 wird verwendet, um den Dämpfungseinsatz 30 auf dem Rippenkern 48 (und dem Trennkern 52) während des Gießens der Bremsscheiben 10 zu unterstützen. Die Nasen 32 können sich über die vorgesehenen äußeren Umfangsflächen des innen liegenden ringförmigen Körpers 24 erstrecken, und die Nasen 32 können durch ma schinelle Bearbeitung als ein Endbehandlungsschritt von der Gussbremsscheibe entfernt werden.
Eine Schrägrissdarstellung einer Fläche 90 des Trennkerns 52 ist in 5 dargestellt. In dieser Ausführungsform der Offenlegung sind beide Flächen des Trennkerns 52 gleich. Wie in 2 zu sehen, ist der ringförmige Trennkern 52 derart geformt, dass er zwischen ein Paar Rippenkerne (48 und 50 in 2) passt. Die äußere Umfangsfläche 92 ist derart geformt, dass sie mit den Außenflächen 66 der einkeilenden Rippenkerne ausgerichtet ist und dass sie zu den Innenflächen der Formelemente des Oberkastens 42 und Unterkastens 44 passt. Die Fläche 94 des Trennkerns 52 liegt an einer komplementären Fläche 84 eines benachbarten Rippenkerns 42 an. Radiale Vertiefungen 96 sind in der Fläche 94 gebildet, um radiale Einsatznasen 32 in einer zusammengesetzten Sandform- und Kernformungs-Kombination 40 aufzunehmen. Die Trennkernfläche 98 ist derart geformt, dass sie Innenflächen des innen liegenden ringförmigen Körpers 24 definiert. Die Fläche 100 unterstützt eine Innenkante des ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatzes 30 und die Fläche 102 ist derart geformt, dass sie mit einer komplementären Fläche auf einem gegenüberliegenden Rippenkern (Rippenkern 48 in 2) in Eingriff steht.
Somit sind ein Paar gleicher Rippenkerne 48, 50 und ein komplementärer Trennkern 52 derart geformt, dass sie zwei ringförmige, geräuschdämpfende Einsätze wie die Einsätze 30 in 2 halten. Die Kerne 48, 50, 52 und Einsätze 30 sind wie oben unter Bezugnahme auf die 2–6 beschrieben geformt und einfach zusammengesetzt. Die Anordnung wird in komplementären Sandformkörpern angeordnet, um ein Paar Bremsscheiben mit Kühlbelüftungsöffnungen und in Position gegossenen geräuschdämpfenden Einsätzen zu gießen.
In der obigen Ausführungsform war die Kernanordnung konstruiert, um ein Paar geräuschdämpfender Einsätze zum Gießen in die innen liegenden ringförmigen Scheibenkörper von zwei gleichen Bremsscheiben zu halten. Die Kernanordnung kann jedoch auch ausgelegt sein, um den Einsatz in den außen liegenden ringförmigen Scheibenkörper oder sowohl in den innen liegenden als auch den außen liegenden Scheibenkörper der sandformgegossenen, belüfteten Bremsscheibenformen einzubeziehen.
In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) können mehr als zwei Rippenkerne mit Einsätzen zusammengesetzt sein, die einen Trennkern aufweisen, um mehr als zwei geräuschgedämpfte Scheiben herzustellen. Zum Beispiel können die Form des Oberkastens 42 und des Unterkastens 44 derart aufgebaut und angeordnet sein, dass sie zwei Sätze von gegenüberliegenden Rippenkernen 48, 50 unterstützen. Ein Trennkern 52 ist zwischen jedem Satz von gegenüberliegenden Rippenkernen 48, 50 eingekeilt. Auf diese Weise können vier geräuschgedämpfte Scheiben gleichzeitig hergestellt werden. In weiteren Ausführungsformen können die Form des Oberkastens 42 und des Unterkastens 44 eine beliebige Anzahl an Sätzen von gegenüberliegenden Rippenkernen in einer ähnlichen, sich wiederholenden Anordnung unterstützen.
Es wurden Ausführungen der Erfindung mithilfe von Beispielen gezeigt, die als Veranschaulichungen und nicht als Einschränkungen der Erfindung dargelegt sind.

Claims

Verfahren zum Gießen eines Paares gleicher oder identischer Bremsscheiben, wobei jede Bremsscheibe eine zentrale, runde Nabe mit einer Rotationsachse und einen einteiligen, sich radial erstreckenden, ringförmigen Scheibenkörper umfasst, wobei sich die Nabe axial in Bezug auf den ringförmigen Scheibenkörper erstreckt, sodass die Bremsscheibe eine Nabenseite und eine Scheibenkörperseite aufweist, und der ringförmige Scheibenkörper einer jeden Bremsscheibe einen ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatz umfasst; wobei das Verfahren umfasst, dass: komplementäre Sandformkörper mit gleichen Gießhohlräumen zum Definieren von Flächen der Nabenseiten des Paares von Bremsscheiben hergestellt werden, wobei die Gießhohlräume in einer einander zugewandten Beziehung stehen müssen, um das Paar Bremsscheiben zu gießen; ein ringförmiger Trennsandkern mit zwei entgegengesetzten Seiten hergestellt wird, wobei der ringförmige Trennsandkern gleiche Gießflächen auf jeder Seite umfasst, um einen ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatz auf jeder Gießfläche zu unterstützen und um Flächen der Scheibenkörperseite einer jeden Bremsscheibe zu formen; zwei gleiche Rippensandkerne mit Stirnflächen zum Definieren von Flächen der Scheibenkörperseite einer jeden Bremsscheibe und hinteren Flächen zum Eingriff mit dem und Einschließen des ringförmigen Trennsandkerns und zum zueinander weisenden Kontakt miteinander hergestellt werden; zumindest zwei ringförmige, geräuschdämpfende Einsätze zusammengesetzt werden, wobei der ringförmige Trennsandkern und die gleichen Rippensandkerne mit einem gleichen Rippensandkern auf jeder Seite des ringförmigen Trennsandkerns und mit einem geräuschdämpfenden Einsatz zwischen jedem gleichen Rippensandkern und dem eingeschlossenen ringförmigen Trennsandkern angeordnet sind; die Anordnung aus Kernen und Einsätzen zwischen den komplementären Sandformkörpern angeordnet wird, um eine Form/Kern-Kombination zu bilden; und danach eine Metallschmelze in die Form/Kern-Kombination gegossen wird, um ein Paar Bremsscheiben mit geräuschdämpfenden Einsätzen zu bilden.
Verfahren zum Gießen eines Paares gleicher oder identischer belüfteter Bremsscheiben nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass das ringförmige Trennsandkernelement mit den geräuschdämpfenden Einsätzen und den Rippensandkernen mit einer Klammer befestigt wird.
Verfahren zum Gießen eines Paares gleicher oder identischer belüfteter Bremsscheiben nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass die geräuschdämpfenden Einsätze mit Partikeln, Flocken und/oder Fasern beschichtet werden, bevor die zumindest zwei ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsätze, der ringförmige Trennsandkern und die gleichen Rippensandkerne zusammengesetzt werden.
Verfahren zum Gießen eines Paares gleicher oder identischer Bremsscheiben nach Anspruch 1, wobei die Stirnflächen der beiden gleichen Rippensandkerne ferner Lamellen zum Belüften des Scheibenkörpers definieren.
Verfahren zum Gießen eines Paares gleicher oder identischer Bremsscheiben nach Anspruch 1, wobei der ringförmige Scheibenkörper einen ersten Scheibenkörperabschnitt und einen zweiten Scheibenkörperabschnitt umfasst, wobei jeder der ersten und zweiten Scheibenkörperabschnitte eine äußere Seite und eine innere Seite aufweist, und wobei die Stirnflächen der beiden gleichen Rippensandkerne die innere Seite des ersten Scheibenkörperabschnitts einer jeden Bremsscheibe definieren und wobei die hinteren Flächen die innere Seite des zweiten Scheibenkörperabschnitts einer jeden Bremsscheibe definieren.
Anordnung von Sandformelementen zum Gießen eines Paares gleicher oder identischer Bremsscheiben, wobei jede Bremsscheibe eine zentrale, runde Nabe mit einer Rotationsachse und einen einteiligen, sich radial erstreckenden, ringförmigen Scheibenkörper umfasst, wobei sich die Nabe axial in Bezug auf den ringförmigen Scheibenkörper erstreckt, sodass die Bremsscheibe eine Nabenseite und eine Scheibenkörperseite aufweist, und der ringförmige Scheibenkörper einer jeden Bremsscheibe einen ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatz umfasst, wobei die Anordnung umfasst: komplementäre Sandformkörper mit gleichen Gießhohlräumen zum Definieren von Flächen der Nabenseiten des Paares von Bremsscheiben, wobei die Gießhohlräume in einer einander zugewandten Beziehung stehen müssen, um das Paar Bremsscheiben zu gießen; einen ringförmigen Trennsandkern mit zwei entgegengesetzten Seiten, wobei der ringförmige Trennsandkern gleiche Gießflächen auf jeder Seite umfasst, um einen ringförmigen, geräuschdämpfenden Einsatz auf jeder Gießfläche zu unterstützen und um Flächen der Scheibenkörperseite einer jeden Bremsscheibe zu formen; und zwei oder mehr gleiche Rippensandkerne mit Stirnflächen zum Definieren von Flächen der Scheibenkörperseite einer jeden Bremsscheibe und hinteren Flächen zum Eingriff mit dem und Einschließen des ringförmigen Trennsandkerns und zum zueinander weisenden Kontakt miteinander, wobei die zwei Rippensandkerne Löcher für Lamellen zum Belüften der Bremsscheibe umfassen und die zwei Rippensandkerne ferner Flächen zum Unterstützen des geräuschdämpfenden Einsatzes umfassen.
Anordnung von Sandformelementen nach Anspruch 6, wobei der ringförmige Scheibenkörper einen ersten Scheibenkörperabschnitt und einen zweiten Scheibenkörperabschnitt umfasst, wobei jeder der ersten und zweiten Körperabschnitte eine äußere Seite und eine innere Seite aufweist, und wobei die Stirnflächen der beiden gleichen Rippensandkerne die innere Seite des ersten Scheibenkörperabschnitts einer jeden Bremsscheibe definieren und wobei die hinteren Flächen der beiden gleichen Rippensandkerne die innere Seite des zweiten Scheibenkörperabschnitts einer jeden Bremsscheibe definieren.
Anordnung von Sandformelementen nach Anspruch 6, wobei der ringförmige Trennsandkern zwischen den zwei gleichen Rippensandkernen eingeschlossen ist und die drei Kerne zusammengeklammert und in und zwischen den komplementären Sandformkörpern angeordnet sind.
Anordnung von Sandformelementen nach Anspruch 6, wobei ein ringförmiger, geräuschdämpfender Einsatz zwischen jeder Seite des ringförmigen Trennkerns und seinem einschließenden gleichen Rippensandkern eingeschlossen ist.
Anordnung aus Sandformelementen nach Anspruch 6, wobei der ringförmige, geräuschdämpfende Einsatz mit Partikeln, Flocken und/oder Fasern beschichtet ist.
Anordnung aus Sandformelementen nach Anspruch 6, wobei der ringförmige, geräuschdämpfende Einsatz sich radial erstreckende Haltenasen umfasst.
Anordnung aus Sandformelementen nach Anspruch 11, wobei die beiden gleichen Rippensandkerne ferner Flächen zum Unterstützen eines geräuschdämpfenden Einsatzes umfassen, die radiale Erweiterungen umfassen, um die sich radial erstreckenden Haltenasen aufzunehmen.