DE102008038035A1

DE102008038035A1 - Bremssattel und zugehöriges Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102008038035A1
Application number: DE102008038035A
Authority: DE
Inventors: Ralph Renz; Oliver Moessinger; Rainer Wuest
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-08-16
Filing date: 2008-08-16
Publication date: 2010-02-18
Also published as: JP2010043742A; KR101588889B1; ITMI20091413A1; IT1396008B1; US20100038190A1; JP5127791B2; KR20100021555A; US8336681B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremssattel für eine Scheibenbremsanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Sattelkörper, der aus einer Leichtmetalllegierung oder aus Leichtmetall gegossen ist, mit einer im Inneren des Sattelkörpers angeordneten Skelettstruktur, wobei das Material der Skelettstruktur einen höheren Elastizitätsmodul aufweist als das Material des Sattelkörpers, wobei die Skelettstruktur in den Sattelkörper eingegossen ist, so dass der Sattelkörper die Skelettstruktur umhüllt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremssattel für eine Scheibenbremsanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bremssattels.
Aus der GB 2 087 490 A ist ein Bremssattel aus Aluminium bekannt, der eine Verstärkungseinlage aus einem Stahlwerkstoff oder aus Titan aufweist. Die Verstärkungseinlage erstreckt sich ausgehend von einer Bremssattelbrücke gabelartig in Seitenbereiche des Bremssattels hinein.
Aus der DE 196 47 999 A1 ist ein Bremssattel auf Aluminiumbasis bekannt, der ein Versteifungselement aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff aufweist.
Aus der WO 03/089169 A1 ist ein weiterer Bremssattel auf Aluminiumbasis bekannt, der als Leichtmetallgussteil ausgestaltet ist, in das ein Verstärkungsmaterial, vorzugsweise aus Keramikfasern, eingebettet ist.
Aus der EP 0 725 697 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Bremssattels bekannt, wobei ein Brückenabschnitt und ein Außenarmabschnitt des Bremssattels gegossen werden und ein Einsatz aus einer Legierung auf Eisenbasis verwendet wird.
Weitere gegossene Bremssättel auf Aluminiumbasis mit einer Verstärkungseinlage sind aus der DE 29 50 660 A1 und aus der EP 0 510 930 A1 bekannt.
Aus der DE 44 20 652 A1 ist ein Bremssattel für eine Scheibenbremse bekannt, bei der in einen Sattelkörper ein zusätzliches Bauteil eingebettet ist. Dieses zusätzliche Bauteil ist dabei in den Sattelkörper eingegossen, wodurch ein Verbundgusskörper entsteht. Das eingegossene Bauteil dient dabei als Verstärkung zur Erhöhung der Festigkeit des Sattelkörpers und muss in der Gussform unter Verwendung einer Vielzahl von Positionierdrähten in Lage gehalten werden.
Weitere gegossene Bremssättel mit Verstärkungseinlagen sind aus der DE 25 33 058 A1 und aus der DE 30 25 636 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Bremssattel sowie für ein zugehöriges Herstellungsverfahren eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass der Bremssattel bei einem vergleichsweise geringen Gewicht eine vergleichsweise hohe Steifigkeit bei ausreichender Festigkeit besitzt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Bremssattel mit einer Skelettstruktur auszustatten, die mit einem Sattelkörper aus Leichtmetall bzw. aus einer Leichtmetalllegierung umgossen ist, wobei das Material der versteifenden Skelettstruktur einen höheren Elastizitätsmodul aufweist als das Material des Sattelkörpers. Hierdurch wird ein relativ leichter Verbundgusskörper hergestellt, der sich durch eine vergleichsweise hohe Steifigkeit auszeichnet. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass sich die Skelettstruktur in allen für die Steifigkeit wesentlichen Bereichen des Sattelkörpers erstreckt, nämlich in seitlichen Wangenabschnitten sowie in einem die Wangen verbindenden Brückenabschnitt. Somit durchzieht die Skelettstruktur quasi den gesamten Sattelkörper. Des Weiteren lässt sich der vorgeschlagene Bremssattel besonders einfach herstellen, da der Leichtmetallwerkstoff des Sattelkörpers in eine Gussform mit der Skelettstruktur als Einleger gegossen werden kann. Das Material des Sattelkörpers weist zweckmäßiger Weise eine geringere Dichte auf als das Material der Skelettstruktur.
Mit Vorteil kann die Skelettstruktur aus einer Eisenlegierung, z. B. Stahl oder aus Eisen bestehen. Eine derartige Skelettstruktur verbindet einen vergleichsweise hohen Elastizitätsmodul und günstige Materialkosten mit guter Handhabbarkeit in der Herstellung.
Vorzugsweise kann die Skelettstruktur aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff bestehen, wobei als Matrix beispielsweise Magnesium, vorzugsweise jedoch Aluminium, verwendet werden können. Die Matrix kann dabei als elementares Metall oder in Form einer Legierung vorliegen. Als Verstärkungsphase können zum Beispiel keramische Partikel, Kurzfasern oder auf Kohlenstoff basierende Fasern verwendet werden. Eine Skelettstruktur aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff stellt eine hohe Steifigkeit bereit und zeichnet sich durch ein – insbesondere im Vergleich zu Eisenlegierungen – geringes Gewicht aus.
Mit Vorteil kann der Sattelkörper aus einer Aluminiumlegierung oder aus Aluminium bestehen. Ein derartiger Sattelkörper ist besonders leicht und zeichnet sich dabei durch eine gute Korrosionsbeständigkeit aus.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Sattelkörper zwei sich parallel zueinander erstreckende Wangen sowie mehrere, sich quer zu den Wangen erstreckende und die Wange miteinander verbindende Stege aufweisen. Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei welcher die Skelettstruktur zwei sich parallel zueinander erstreckende Längsträger, die jeweils in eine der Wangen des Sattelkörpers eingebettet sind, sowie mehrere, sich quer zu den Längsträgern erstreckende und die Längsträger miteinander verbindende Querträger aufweist, die jeweils in einen der Stege des Sattelkörpers eingebettet sind. Durch diese Bauweise erstreckt sich die Skelettstruktur durch alle tragenden Komponenten des Sattelkörpers, nämlich durch die Wangen und durch die Stege zum Verbinden der Wangen. Hierdurch werden bereits die Wangen und die Stege jeweils für sich durch die Längsträger bzw. durch die Querträger der Skelettstruktur ausgesteift. Da innerhalb der Skelettstruktur außerdem die Querträger die Längsträger miteinander verbinden, führt die Skelettstruktur außerdem zu einer Aussteifung des gesamten Sattelkörpers, also insbesondere auch der Verbindungen zwischen den Wangen über die Stege.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die Skelettstruktur in einem Stück integral hergestellt ist, und zwar vorzugsweise als Gussteil. Alternativ ist grundsätzlich auch eine Ausführungsform denkbar, bei welcher die Skelettstruktur aus mehreren Elementen zusammengebaut ist. Aus Kostengründen kann es zweckmäßig sein, die Skelettstruktur aus ein oder mehreren Blechteilen herzustellen.
Die Skelettstruktur kann mit Vorteil eine Vorbeschichtung, beispielsweise eine Konversionsbeschichtung aufweisen. Derart können unerwünschte Reaktionen zwischen dem Material der Skelettstruktur und dem Material des Sattelkörpers vermieden werden.
Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Bremssattel mehrere Verankerungen aufweisen, die jeweils eine skelettseitige Ankerstelle mit einer körperseitigen Ankerstelle formschlüssig verbinden. Durch diese Bauweise wird erreicht, dass zwischen Sattelkörper und Skelettstruktur über die Verankerungen eine zusätzliche intensive Anbindung realisierbar ist, welche die Kopplung der beiden Komponenten des Bremssattels verbessert und zu einer erhöhten Steifigkeit des Bremssattels beiträgt.
Mit Vorteil weist der Sattelkörper eine Innenstruktur zur Aufnahme und/oder Führung für hydraulische Flüssigkeiten auf. So können beispielsweise Leitungen für Hydraulikflüssigkeiten in den Bremssattel integriert sein.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 bis 5 jeweils eine perspektivische Ansicht auf einen Bremssattel, jedoch bei verschiedenen Herstellungszuständen.
Entsprechend den 1 bis 5 umfasst ein Bremssattel 1 für eine im Übrigen nicht gezeigte Scheibenbremsanlage eines Kraftfahrzeugs einen in den 3 bis 5 transparent dargestellten Sattelkörper 2 sowie eine Skelettstruktur 3. Der Sattelkörper 2 ist als Gussbauteil konzipiert und besteht aus einem Leichtmetall bzw. aus einer Leichtmetalllegierung. Insbesondere handelt es sich um ein Aluminiumbauteil. Im Unterschied dazu kann die Skelettstruktur 3 aus einem Eisenwerkstoff bzw. aus einer Eisenlegierung bestehen, insbesondere aus Stahl bzw. aus einer Stahllegierung. Der Skelettkörper 3 ist im Inneren des Sattelkörpers 2 angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass der Sattelkörper 2 an die Skelettstruktur 3 angegossen ist, und zwar derart, dass der Sattelkörper 2 die Skelettstruktur 3 umhüllt. Das heißt, dass die Skelettstruktur 3 in den Sattelkörper 2 eingegossen ist.
Die Skelettstruktur 3 weist einen höheren Elastizitätsmodul als der Sattelkörper 2 auf, wobei letzterer durch eine vergleichsweise geringe Dichte gekennzeichnet ist. In bevorzugten Ausführungsformen können beispielsweise folgende Materialkombinationen verwendet werden: Eine Skelettstruktur 3 aus Stahl in Verbindung mit einem Sattelkörper 2 aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Eine Skelettstruktur 3 aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff, vorzugsweise auf Basis von Aluminium, in Verbindung mit einem Sattelkörper 2 aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Eine Skelettstruktur 3 aus Titan oder aus einer Titanlegierung in Verbindung mit einem Sattelkörper 2 aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Eine Skelettstruktur 3 aus Stahl in Verbindung mit einem Sattelkörper 2 aus Magnesium oder aus einer Magnesiumlegierung. Eine Skelettstruktur 3 aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff, vorzugsweise auf Basis von Aluminium, in Verbindung mit einem Sattelkörper 2 aus Magnesium oder aus einer Magnesiumlegierung.
Beim Bremssattel 1 handelt es sich insbesondere um einen Festsattel. Theoretisch ist die hier vorgestellte Bauweise jedoch auch bei einer Schwimmsattel oder Faustsattel-Konstruktion realisierbar.
Der Sattelkörper 2 weist zwei sich parallel zueinander erstreckende Wangen 4 auf. Im Einbauzustand des Bremssattels 1 umgreifen die beiden Wangen 4 eine hier nicht dargestellte Bremsscheibe beidseitig. Der Sattelkörper 2 weist außerdem mehrere, sich quer zu den Wangen 4 erstreckende Stege 5 auf. Diese Stege 5 übergreifen im Einbauzustand des Bremssattels 1 einen außenliegenden Rand der Bremsscheibe und verbinden die beiden Wangen 4 miteinander. Im Beispiel sind vier derartige Stege 5 vorgesehen. Es ist klar, dass auch mehr oder weniger als vier derartige Stege 5 vorgesehen sein können.
Bei der hier gezeigten, besonderen Ausführungsform, umfasst die Skelettstruktur 3 zwei sich parallel zueinander erstreckende Längsträger 6 sowie mehrere Querträger 7. Die Längsträger 6 sind dabei jeweils in eine der Wangen 4 eingebettet und bewirken eine intensive Aussteifung der Wangen 4. Die Querträger 7 erstrecken sich quer zu den Längsträgern 6 und verbinden die Längsträger 6 miteinander. Ferner sind die Querträger 7 jeweils in einen der Stege 5 eingebettet und bewirken eine intensive Aussteifung des jeweiligen Stegs 5. Die Aussteifung des Bremssattels 1 in allen wesentlichen Bereichen bewirkt eine signifikant erhöhte Gesamtsteifigkeit des Bremssattels 1. Die Lastaufnahme erfolgt im wesentlichen durch die Skelettstruktur 3, wodurch die Betriebsfestigkeit des Bremssattels 1 gesteigert wird.
Entsprechend der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Skelettstruktur 3 als Gussteil konzipiert. Dementsprechend ist die Skelettstruktur 3 in einem Stück integral hergestellt. Grundsätzlich ist auch eine Ausführungsform möglich, bei welcher die Skelettstruktur 3 aus mehreren separat voneinander hergestellten Elementen zusammengebaut ist. Derartige Elemente sind beispielsweise die Längsträger 6 und die Querträger 7.
Der Bremssattel 1 weist außerdem mehrere Verankerungen 8 auf, die insbesondere in 5 erkennbar sind. Im Beispiel sind vier derartige Verankerungen 8 vorgesehen. Jede Verankerung 8 verbindet durch Formschluss eine an der Skelettstruktur 3 ausgebildete skelettseitige Ankerstelle 9 mit einer am Sattelkörper 2 ausgebildeten körperseitigen Ankerstelle 10.
Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform weist die jeweilige Verankerung 8 eine Ankerschraube 11, eine Ankermutter 12 und eine Ankerhülse 13 auf. Die jeweilige Ankerhülse 13 ist dabei in den Sattelkörper 2 eingesetzt, derart, dass sie sich an der Skelettstruktur 3 abstützen kann. Hierzu enthält der Sattelkörper 2 für die jeweilige Verankerung 8 eine Hülsenöffnung 14, die sich bis zur Skelettstruktur 3 erstreckt. Diese Hülsenöffnung 14 bildet dabei quasi die körperseitige Ankerstelle 10. Fluchtend zu dieser Hülsenöffnung 14 ist an der Skelettstruktur 3 eine Durchgangsöffnung 15 ausgebildet, die quasi die skelettseitige Ankerstelle 9 bildet. Innerhalb der jeweiligen Verankerung 8 ist nun die Ankerschraube 11 so montiert, dass sie die Ankerhülse 13, die in die zugehörige Hülsenöffnung 14 eingesetzt ist, sowie die Durchgangsöffnung 15 durchdringt und in die Ankermutter 12 eingreift. Hierzu ist der Sattelkörper 2 gegenüber der jeweiligen Hülsenöffnung 14 mit einer weiteren Öffnung ausgestattet, die im Folgenden als Mutteröffnung 16 bezeichnet wird. Diese Mutteröffnung 16 kann dabei insbesondere so ausgestaltet sein, dass durch diese Mutteröffnung 16 hindurch die Ankermutter 12 den Sattelkörper 2 bis zur Skelettstruktur 3 durchsetzen kann, so dass sich die Ankermutter 12 direkt an der Skelettstruktur 3 abstützen kann.
Die jeweilige Verankerung 8 führt somit zu einer formschlüssigen Kopplung der skelettseitigen Ankerstelle 9 mit der körperseitigen Ankerstelle 10. Hierdurch kann im Bereich der Verankerungen 8 eine intensive Verbindung 12 zwischen dem Sattelkörper 2 und der Skelettstruktur 3 realisiert werden, was die Aussteifung der Gesamtstruktur bzw. des Bremssattels 1 verbessert. Besonders bemerkenswert ist für die hier gezeigte Ausführungsform, dass sich die Verankerungen 8 jeweils an den Längsenden der Längsträger 6 bzw. der Wangen 4 befinden, also an den Stellen, in denen die größten Kräfte zwischen Sattelkörper 2 und Skelettstruktur 3 übertragen werden.
Die Ankermuttern 12 besitzen bei der hier gezeigten Ausführungsform eine zylindrische Außenkontur. Insbesondere können sie als Führung bzw. Halterung für hier nicht dargestellte Bremsbeläge ausgestaltet sein. Hierdurch erhalten sie eine vorteilhafte Doppelfunktion, was eine kompakte Bauform für den Bremssattel 1 vereinfacht.
Die Verbindung zwischen dem Sattelkörper 2 und der Skelettstruktur 3 wird makrostrukturell verbessert durch das Vorsehen von Bohrungen und/oder Ausnehmungen bzw. durch das Vorsehen von Vorsprüngen, Stiften und/oder Ankern.
Die Verbindung zwischen dem Sattelkörper 2 und der Skelettstruktur 3 kann weiter verbessert werden durch das Vorsehen einer mikrostrukturellen Oberflächenverankerung. Hierzu kann die Skelettstruktur 3 vor dem Verbinden mit dem Sattelkörper 2 gestrahlt werden und/oder beim Gießen der Skelettstruktur 3 kann gezielt eine Körnigkeit eingestellt werden.
Um die Korrosionsgefahr an freilegenden Stellen zu senken, kann die Skelettstruktur 3 aus Edelstahl gefertigt werden.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Bremssattels 1 näher erläutert:
Entsprechend 1 wird zunächst die Skelettstruktur 3 hergestellt, d. h. beispielsweise aus dem jeweiligen Eisenwerkstoff bzw. Stahl gegossen.
Alternativ zum Gussverfahren kann die Skelettstruktur 3 auch mittels Lasersintern hergestellt werden. In weiterer Alternative kann die Skelettstruktur auch aus ein oder mehreren Blechteilen geformt werden. Die ein oder mehreren Blechteile werden zunächst gestanzt und dann umgeformt. Zum Herstellen der Skelettstruktur 3 ist es auch möglich, ein Profilteil vorzugsweise mittels eines Laserverfahrens zu beschneiden, wobei das Profilteil vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist. Nach dem Beschneiden werden ggf. ein oder mehrere weitere Umformprozesse durchgeführt. Die Skelettstruktur 3 kann eine Vorbeschichtung, beispielsweise eine Konversionsbeschichtung, aufweisen.
Nach dem Herstellen der Skelettstruktur 3 wird zu einem späteren Zeitpunkt dann gemäß 3 der Sattelkörper 2 aus dem jeweiligen Leichtmetallwerkstoff an die Skelettstruktur 3 angegossen, derart, dass die Skelettstruktur 3 anschließend in den Sattelkörper 2 eingebettet ist. Zum Vermeiden von Kaltläufern kann es dabei zweckmäßig sein, die Skelettstruktur 3 vor dem Gießen des Sattelkörpers 2 zu erwärmen, beispielsweise auf ca. 300°C.
Zweckmäßig erfolgt dabei das Gießen der Skelettstruktur 3 in einem hier nicht gezeigten ersten Gießwerkzeug, während das Gießen des Sattelkörpers 2 in einem hier nicht gezeigten zweiten Gießwerkzeug erfolgt, das sich vom ersten Gießwerkzeug unterscheidet. In dieses zweite Gießwerkzeug ist die vorab gegossene Skelettstruktur 3 als Kern eingelegt, bevor der Sattelkörper 2 gegossen wird.
Wie insbesondere 1 entnehmbar ist, können beim Gießen der Skelettstruktur 3 an der Skelettstruktur 3 integral Auflagebutzen 17, beispielsweise vier Auflagebutzen 17, ausgeformt werden. Diese Auflagebutzen 17 dienen beim Gießen des Sattelkörpers 2 zum Positionieren der Skelettstruktur 3, die dabei als Einleger bzw. Kern dient. Beispielsweise lassen sich die Auflagebutzen 17 im zuvor genannten zweiten Gießwerkzeug zum Positionieren der als Einleger bzw. Kern genutzten Skelettstruktur 3 verwenden. Gemäß 2 können die Auflagebutzen 17 in einem Zwischenschritt bearbeitet werden, was die Einhaltung vorgegebener, vergleichsweise enger Lagetoleranzen für die als Einleger bzw. Kern dienende Skelettstruktur 3 im zweiten Gießwerkzeug vereinfacht. Die bearbeiteten Auflagebutzen sind in 2 mit 17' bezeichnet. Nach dem Umgießen der Skelettstruktur 3 mit dem Sattelkörper 2 liegt die in 3 gezeigte Situation vor. In einem nächsten Bearbeitungsschritt werden gemäß 4 die Auflagebutzen 17 bzw. 17' nach dem Gießen des Sattelkörpers 2 entfernt. Ferner werden im Bereich der entfernten Auflagebutzen 17' die zuvor genannten skelettseitigen und körperseitigen Ankerstellen 9, 10 hergestellt, mit deren Hilfe die Verankerungen 8 realisierbar sind. Beispielsweise können hierbei die Durchgangsöffnungen 15, die Hülsenöffnungen 14 und gegebenenfalls die Mutteröffnungen 16 hergestellt werden.
Gemäß 5 können anschließend die Verankerungen 8 realisiert werden. Ebenso können weitere Komponenten des Bremssattels 1 angebaut werden, wie z. B. Hydraulikleitungen und Hydraulikkolben zum Betätigen der nicht gezeigten Bremsbeläge.
Das Gussverfahren zum Herstellen der Skelettstruktur 3 kann insbesondere als Dünnwandgussverfahren ausgestaltet sein, das sich durch vergleichsweise geringe Wandstärken auszeichnet. Die Wandstärken innerhalb der Skelettstruktur 3 können beispielsweise zwischen ca. 1,5 mm und ca. 6,0 mm liegen. Mit Hilfe des Dünnwandgussverfahrens können auch Wandstärken innerhalb der Skelettstruktur 3 von z. B. 1,0 bis 1,5 mm erreicht werden. Auch in diesem Fall kann die Skelettstruktur 3 bereichsweise auch deutlich größere Wandstärken aufweisen, insbesondere im Bereich der Auflagebutzen 17.
Nach dem Angießen des Sattelkörpers 2 an die Skelettstruktur 3 ist es grundsätzlich möglich, ein Nachverdichtungsverfahren durchzuführen. Hierdurch kann der Verbund zwischen Sattelkörper 2 und Skelettstruktur 3 verbessert werden, Gussfehler können reduziert bzw. eliminiert werden und Spalten können vermieden werden. Geeignete Nachverdichtungsverfahren sind z. B. Schmieden und/oder Vakuum-Pressen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- GB 2087490 A [0002]
- DE 19647999 A1 [0003]
- WO 03/089169 A1 [0004]
- EP 0725697 B1 [0005]
- DE 2950660 A1 [0006]
- EP 0510930 A1 [0006]
- DE 4420652 A1 [0007]
- DE 2533058 A1 [0008]
- DE 3025636 A1 [0008]

Claims

Bremssattel für eine Scheibenbremsanlage eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Sattelkörper (2), der aus einer Leichtmetalllegierung oder aus Leichtmetall gegossen ist, – mit einer im Inneren des Sattelkörpers (2) angeordneten Skelettstruktur (3), wobei das Material der Skelettstruktur (3) ein höheres Elastizitätsmodul aufweist als das Material des Sattelkörpers (2), – wobei die Skelettstruktur (3) in den Sattelkörper (2) eingegossen ist, so dass der Sattelkörper (2) die Skelettstruktur (3) umhüllt.
Bremssattel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Sattelkörper (2) zwei sich parallel zueinander erstreckende Wangen (4) und mehrere, sich quer zu den Wangen (4) erstreckende und die Wangen (4) miteinander verbindende Stege (5) aufweist, – dass die Skelettstruktur (3) zwei sich parallel zueinander erstreckende Längsträger (6), die jeweils in eine der Wangen (4) eingebettet sind, und mehrere, sich quer zu den Längsträgern (6) erstreckende und die Längsträger (6) miteinander verbindende Querträger (7) aufweist, die jeweils in einen der Stege (5) eingebettet sind.
Bremssattel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass die Skelettstruktur (3) aus mehreren Elementen zusammengebaut ist, oder – dass die Skelettstruktur (3) als in einem Stück integral hergestelltes Gussteil ausgestaltet ist.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremssattel (1) mehrere Verankerungen (8) aufweist, die jeweils eine skelettseitige Ankerstelle (9) mit einer körperseitigen Ankerstelle (10) formschlüssig verbinden.
Bremssattel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Verankerung (8) eine Ankerschraube (11), eine Ankermutter (12) und eine Ankerhülse (13) aufweist, wobei die jeweilige Ankerschraube (11) die in den Sattelkörper (2) eingesetzte und sich an der Skelettstruktur (3) abgestützende Ankerhülse (13) und eine am Skelettkörper (3) ausgebildete Durchgangsöffnung (15) durchdringt und in die Ankermutter (12) eingreift, wobei die Ankermutter (12) insbesondere an der Skelettstruktur (3) abgestützt sein kann und/oder den Sattelkörper (2) durchsetzen kann.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) aus einer Eisenlegierung oder aus Eisen besteht.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff besteht.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sattelkörper (2) aus einer Aluminiumlegierung oder aus Aluminium besteht.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Sattelkörpers (2) eine geringere Dichte aufweist als das Material der Skelettstruktur (3).
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sattelkörper (2) eine Innenstruktur zur Aufnahme und/oder Führung für hydraulische Flüssigkeiten aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Bremssattels (1) für ein Scheibenbremsanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Bremssattels (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit folgenden Schritten: – Herstellen einer Skelettstruktur (3), – Gießen eines Sattelkörpers (2) aus Leichtmetall oder aus einer Leichtmetalllegierung durch Umgießen der Skelettstruktur (3).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) aus ein oder mehreren Blechteilen geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) durch Beschneiden eines Profilteils hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) durch Lasersintern hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) gegossen wird, wobei das Gießen der Skelettstruktur (3) in einem ersten Gießwerkzeug erfolgt, und wobei das Gießen des Sattelkörpers (2) in einem zweiten Gießwerkzeug erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Gießen der Skelettstruktur (3) an dieser Auflagebutzen (17) integral ausgeformt werden, die beim Gießen des Sattelkörpers (2) zum Positionieren der als Kern dienenden Skelettstruktur (3) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagebutzen (17) nach dem Gießen des Sattelkörpers (2) entfernt werden, wobei im Bereich der entfernten Auflagebutzen (17) skelettseitige und körperseitige Ankerstellen (9, 10) hergestellt werden, die mittels Verankerungen (8) formschlüssig verbindbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen der Skelettstruktur (3) als Dünnwandgussverfahren ausgestaltet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen des Sattelkörpers (2) in einem Gießwerkzeug erfolgt, in welches die Skelettstruktur (3) vorab als Kern eingelegt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettstruktur (3) vor dem Gießen des Sattelkörpers (2) erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgießen der Skelettstruktur (3) und somit das Gießen des Sattelkörpers (2) im Kokillenguss erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Gießen des Sattelkörpers (2) ein Nachverdichtungsverfahren durchgeführt wird.