DE102009056388A1

DE102009056388A1 - Komponente mit Einlage zum Dämpfen von Schwingungen

Info

Publication number: DE102009056388A1
Application number: DE102009056388A
Authority: DE
Inventors: Patrick J. Highland Monsere; Mark T. Brighton Riefe; David B. Northville Antanaitis; Brent D. Milford Lowe; Mohan Troy Sundar
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2010-07-08
Also published as: US9500242B2; CN101749340A; US20100140033A1

Abstract

Eine beispielhafte Ausführungsform umfasst eine Kraftfahrzeugbremskomponente wie z.B. eine Bremstrommel oder eine Bremsscheibe und eine mit der Kraftfahrzeugbremskomponente gekoppelte Einlage. Die Einlage bildet zumindest einen Abschnitt einer Bremsfläche, auf die während eines Bremsereignisses eingewirkt wird. Die Einlage dämpft Schwingungen in der Kraftfahrzeugbremskomponente, wenn die Komponente in Schwingung versetzt ist.

Description

Technisches Gebiet
Das technische Gebiet bezieht sich allgemein auf Komponenten wie z. B. Trommelbremsenanordnungen und den Aufbau und die Struktur von Trommeln für Trommelbremsenanordnungen.
Hintergrund
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise Bremskomponenten wie z. B. Trommelbremsenanordnungen an ihren hinteren Rädern auf, um dabei zu helfen, das Kraftfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten. Eine Trommelbremsenanordnung umfasst eine Trommel, die an einem Rad befestigt ist und mit diesem rotiert, und die während eines Bremsereignisses, um das Kraftfahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten, eine Reibung mit einer Bremskomponente wie z. B. einem Bremsbelag erzeugt. Die Trommeln sind typischerweise aus Stahl oder Gusseisen hergestellt und können mit der Zeit verschleißen oder können schwingen.
Zusammenfassung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung
Eine beispielhafte Ausführungsform umfasst ein Produkt, das eine Trommel und eine oder mehrere Einlagen umfassen kann. Die Trommel wird in einer Trommelbremsenanordnung verwendet und kann einen Stegabschnitt und Reifenabschnitt aufweisen, der sich davon erstreckt. Die eine oder mehreren Einlagen kann/können an dem Reifenabschnitt angeordnet sein und kann/können während eines Bremsereignisses zumindest einen Abschnitt einer Bremsfläche bilden, die mit einer Bremskomponente wie z. B. einem Bremsbelag in Kontakt tritt. Die eine oder mehreren Einlagen kann/können dabei helfen, die Schwingungen in der Trommel zu dämpfen, wenn die Trommel im Gebrauch in Schwingung versetzt ist.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform umfasst ein Produkt, das eine Trommel und eine oder mehrere Einlagen umfassen kann. Die Trommel wird in einer Trommelbremsenanordnung verwendet und kann aus einem ersten Material hergestellt sein und kann einen Reifenabschnitt aufweisen. Die eine oder mehreren Einlagen kann/können an dem Reifenabschnitt angeordnet sein und kann/können aus einem zweiten Material hergestellt sein, das von dem ersten Material verschieden ist. Im Gebrauch kann/können die eine oder mehrere Einlagen zumindest einen Großteil einer Bremsfläche bilden, die mit einer Bremskomponente wie z. B. einem Bremsbelag in Kontakt tritt. Auch kann eine relative Bewegung zwischen der Trommel und der einen oder den mehreren Einlagen dabei helfen, Schwingungen in der Trommel zu dämpfen, wenn die Trommel in Schwingung versetzt ist, z. B. während eines Bremsereignisses.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Produkts. Das Verfahren kann umfassen, dass eine Einlage in einem Formhohlraum angeordnet wird. Das Verfahren kann auch umfassen, dass die Einlage an einer Seite des Formhohlraums positioniert wird, sodass, wenn das Produkt fertig ist, die Einlage eine freiliegende Bremsfläche bilden kann, die im Gebrauch mit einer Bremskomponente wie z. B. einem Bremsbelag in Kontakt tritt. Das Verfahren kann ferner umfassen, dass der Formhohlraum mit einer Materialschmelze gefüllt wird, welche, wenn sie erstarrt ist, eine Trommel ist, welche in einer Trommelbremsenanordnung verwendet wird. Die Trommel kann einen Stegabschnitt und einen Reifenabschnitt aufweisen, der sich von dem Stegabschnitt erstreckt, und die Einlage kann an dem Reifenabschnitt angeordnet sein.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform umfasst ein Produkt, das eine Kraftfahrzeugbremskomponente und eine Einlage umfassen kann. Die Einlage kann mit der Kraftfahrzeugbremskomponente gekoppelt sein. Die Einlage kann zumindest einen Abschnitt einer Bremsfläche bilden, auf die während eines Bremsereignisses eingewirkt wird. Die Einlage kann Schwingungen in der Kraftfahrzeugbremskomponente dämpfen helfen, wenn die Kraftfahrzeugbremskomponente in Schwingung versetzt ist.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der hierin nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung offenbaren, lediglich Illustrationszwecken dienen sollen und den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, in denen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Trommel mit einer Einlage ist.
2 eine Querschnittsansicht der Trommel von 1 ist.
3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Bremstrommel ist, die eine Vielzahl von Einlagen aufweist.
4a eine fragmentarische Querschnittsansicht von einer Seite einer Ausführungsform einer Einlage betrachtet ist.
4b eine fragmentarische Querschnittsansicht von einer Oberseite einer weiteren Ausführungsform einer Einlage betrachtet ist.
Detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsform/en ist lediglich beispielhaft (illustrativ) und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise einschränken.
Die Fig. veranschaulichen mehrere beispielhafte Ausführungsformen einer Trommel 10, welche Teil einer Trommelbremsenanordnung für ein Kraftfahrzeug ist. Die Trommel 10 kann eine oder mehrere Einlagen 12 umfassen, die unter anderem dabei helfen kann/können, Schwingungen in der Trommel zu dämpfen oder sonst wie abzuleiten, der Trommel eine bessere Verschleißfestigkeit zu verleihen, das Gewicht der Trommel zu reduzieren und den Herstellungsprozesses der Trommel zu beschleunigen. Wie gezeigt, weist die Trommel 10 eine allgemein zylindrische Form auf, welche natürlicherweise eine Anzahl von Richtungen in Bezug auf diese Form definiert. In dieser Hinsicht beschreibt der Ausdruck „axial”, wie hierin verwendet, eine Richtung, die allgemein einer imaginären Mittelachse A (2) entspricht, und der Ausdruck „in Umfangsrichtung”, wie hierin verwendet, beschreibt eine Richtung, die allgemein einem imaginären Umfang um die Mittelachse A entspricht.
Wenngleich im Kontext mit der Bremstrommelanordnung beschrieben, kann die Einlage 12 in weiteren Anwendungen verwendet werden, die Kraftfahrzeugkomponenten wie z. B. Bremsscheiben, elektrische Motoren, Getriebegehäuse, Räderkästen, Abgaskrümmer, Zylinderköpfe, Halterungen und weitere Komponenten, welche im Gebrauch Schwingungen unterworfen sind, umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Im Bremsscheibenbeispiel kann die Einlage 12 mit einem Backenabschnitt davon gekoppelt sein, um eine freiliegende Bremsfläche des Backenabschnitts zu bilden. Der Ausdruck „Kraftfahrzeugbremskomponente” umfasst Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystems wie z. B. die Trommel 10 und die Bremsscheibe.
Die Trommel 10 kann an einer Achse befestigt sein und kann eine Reibung mit einer Bremskomponente wie z. B. einem Bremsbelag 13 (gestrichelt gezeigt) erzeugen, wenn der Bremsbelag während eines Bremsereignisses gegen sie gepresst ist. Die Trommel 10 kann aus einem Gusseisen, einem Stahl, einer Keramik, einem polymeren Verbundstoff, einem Aluminium oder einem beliebigen anderen geeigneten Material hergestellt sein, welches dem Fachmann bekannt ist. Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann die Trommel 10 einen Stegabschnitt 14 und einen Reifenabschnitt 16 umfassen, der sich von dem Stegabschnitt weg erstreckt. Der Stegabschnitt 14 kann eine Achsbohrung 18 und eine Vielzahl von Bolzenlöchern 20 aufweisen, wobei beide dabei helfen, die Trommel 10 an der Achse zu befestigen. Der Reifenabschnitt 16 weist ein offenes Ende 21 und einen Labyrinthabschnitt 22 auf, welcher derart gebaut ist, dass er mit einer komplementären Struktur einer weiteren Komponente der Trommelbremsenanordnung zusammenpasst. Eine innere Fläche 24 des Reifenabschnitts 16 erstreckt sich in Umfangsrichtung um den Reifenabschnitt herum und diesen axial von dem Stegabschnitt 14 und zu dem offenen Ende 21 entlang.
Die Einlage 12 kann mit der inneren Fläche 24 des Reifenabschnitts 16 gekoppelt sein, um dabei zu helfen, Schwingungen in der Trommel 10 zudämpfen und demzufolge dabei zu helfen, Geräusche und Lärm (z. B. ein Klingeln), welche emittiert werden, wenn die Trommel in Schwingung versetzt ist, zu unterdrücken. Zum Beispiel erzeugt ein/e relative/s Gleiten, Bewegung oder anderer Kontakt an einer Grenzschicht, die zwischen dem Reifenabschnitt 16 und der Einlage 12 gebildet ist, dazwischen eine Reibung, welche Energie wie z. B. Schwingungen absorbiert – so genannte Coulomb-Dämpfung. Die Grenzschicht kann entlang der inneren Fläche 24 des Reifenabschnitts 16 (oder des Komponentenkörpers) und einer gegenüberliegenden Fläche der Einlage 12 (z. B. mechanisch unterscheidbaren Flächen) gebildet sein, die miteinander derart in Kontakt stehen, dass eine relative Bewegung an der Grenzschicht eine Reibung erzeugt und Energie abführt, um so Schwingungen zu reduzieren. Wie hierin verwendet, erfordert der Ausdruck „Einlage” nicht unbedingt, dass die Komponente in die Trommel 10 eingesetzt ist, vielmehr kann die Komponente lediglich mit der Trommel gekoppelt sein.
In ausgewählten Ausführungsformen kann die Einlage 12 aus einer Anzahl von Materialien hergestellt sein, die Flussstahl wie z. B. AISI 1010 Stahl und AISI 1008 Stahl, Aluminium-Stahl-Verbundwerkstoffe, rostfreien Stahl, Titan, verschiedene Manganlegierungen, Metallmatrix-Verbundwerkstoffe oder Magnesium umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind; das Material kann ein Metall sein, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das Material des Stegabschnitts 14 und des Reifenabschnitts 16. Einige der oben aufgelisteten beispielhaften Materialien können leichtgewichtiger sein und können verschleißfester sein als das Material des Stegabschnitts 14 und des Reifenabschnitts 16. In diesen Fällen reduziert die Verwendung der Einlage 12 das Gesamtgewicht der Trommel 10, da die Einlage das ersetzt, was andernfalls das Material der Trommel wäre. Auch kann die Trommel eine längere Nutzungsdauer aufweisen.
In der beispielhaften Ausführungsform der 1 und 2 kann die Einlage 12 eine einteilige Struktur sein, welche über der inneren Fläche 24 angeordnet ist. Die Einlage 12 kann sich in gleicher Ausdehnung wie der Umfang der inneren Fläche 24 erstrecken und kann sich in gleicher Ausdehnung wie die axiale Länge der inneren Fläche erstrecken; in einer nicht gezeigten Ausführungsform kann sich die Einlage 12 nicht unbedingt in gleicher Ausdehnung wie die axiale Länge der inneren Fläche erstrecken. Die Einlage 12 kann ein erstes Ende 26 aufweisen, welches nahe an dem offenen Ende 21 angeordnet ist, und kann ein zweites Ende 28 aufweisen, das nahe an dem Stegabschnitt 14 angeordnet ist. Die Einlage 12 kann auch eine äußere Fläche 30 aufweisen, die dem Bremsbelag 13 ausgesetzt und diesem zugewandt ist, und weist eine innere Fläche 32 auf, die der inneren Fläche 24 des Reifenabschnitts 16 zugewandt ist. In dieser Ausführungsform bildet die äußere Fläche 30 eine Bremsfläche 34. Die Bremsfläche 34 ist jene Fläche, die während eines Bremsereignisses mit dem Bremsbelag 13 in Kontakt tritt. Zwischen der Bremsfläche 34 und dem Bremsbelag 13 wird eine Reibung erzeugt, welche das Kraftfahrzeug verlangsamt oder anhält. In dieser Ausführungsform bildet die äußere Fläche 30 einen Großteil der und tatsächlich die gesamte/n Bremsfläche 34, sodass nur zwischen dem Bremsbelag 13 und der Einlage 12 ein Kontakt hergestellt werden wird und nicht zwischen dem Bremsbelag und dem Reifenabschnitt 16. In einigen Fällen kann das Vorhandensein der Einlage 12 als die Bremsfläche 34 die Schwingungsdämpfungseigenschaften verbessern, da die Einlage mit dem Bremsbelag 13 direkt in Kontakt steht und somit ein Gleiten, eine Bewegung und/oder ein anderer Kontakt an der Grenzschicht stärker ist als es/er andernfalls möglicherweise sein würde, wenn die Einlage nicht die Bremsfläche wäre. Der stärkere Kontakt kann mehr Schwingungen absorbieren.
In einem beispielhaften Montageverfahren wird die Einlage 12 in einen vorgegossenen Reifenabschnitt 16 pressgepasst, um beide miteinander zu koppeln. Die Einlage 12 kann durch ein separates und eigenes Fertigungsverfahren hergestellt werden und der Steg- und der Reifenabschnitt 14, 16 können durch ein separates und eigenes Gießverfahren hergestellt werden. Der Außendurchmesser der Einlage 12 kann etwas kleiner bemessen sein als der Innendurchmesser des Reifenabschnitts 16, sodass die Einlage in den Reifenabschnitt festgepasst werden kann, wenn beide koaxial zusammengebracht werden. Der Innendurchmesser des Reifenabschnitts 16 kann ein Ergebnis von Gussmaßen sein oder kann das Ergebnis einer maschinellen Bearbeitung sein. Unter Bezugnahme auf 4b kann die Einlage 12 ein erstes Befestigungsmerkmal wie z. B. eine Vielzahl von Rippen, einen oder mehrere axiale Wülste oder einen oder mehrere axiale Kerbzähne 36 an ihrer inneren Fläche 32 aufweisen, und der Reifenabschnitt 16 kann ein komplementäres zweites Befestigungsmerkmal wie z. B. Vertiefungen 38 an seiner inneren Fläche 24 aufweisen, um dabei zu helfen, die Einlage mit dem Reifenabschnitt zu koppeln. In diesem Beispiel ist das erste Befestigungsmerkmal ein Vorsprung, der mit dem zweiten Befestigungsmerkmal zusammenpasst, um eine mechanische Verbindung oder Kopplung zu bilden.
In einem weiteren beispielhaften Montageverfahren wird die Einlage 12 durch ein Eingussverfahren mit dem Reifenabschnitt 16 gekoppelt. Die vorgebildete Einlage 12 kann in einem Formhohlraum angeordnet werden und kann dann händisch oder automatisch in dem Formhohlraum positioniert werden, sodass die Einlage, wenn sie fertig ist, die freiliegende Bremsfläche 34 ist. Der Formhohlraum kann dann mit einer Materialschmelze des Materials gefüllt werden, welches für den Steg- und den Reifenabschnitt 14 und 16 verwendet wird. Das Einspritzen der Materialschmelze in den Formhohlraum ist allerdings nur eine Möglichkeit, den Formhohlraum zu füllen. Unter Bezugnahme auf 4a kann in diesem Verfahren das erste Befestigungsmerkmal der Einlage 12 ein einziger umlaufender Vorsprung wie z. B. eine Nase 40, eine Vielzahl von beabstandeten einzelnen Nasen oder dergleichen sein. Die Nase 40 kann sich von dem ersten Ende 26, dem zweiten Ende 28, irgendwo dazwischen oder einer beliebigen Kombination davon weg erstrecken. Das zweite Befestigungsmerkmal des Reifenabschnitts kann eine einzige komplementäre umlaufende Vertiefung 42, eine Vielzahl von komplementären beabstandeten einzelnen Vertiefungen oder dergleichen sein. Tatsächlich kann das erste Befestigungsmerkmal die Vertiefung oder Vertiefungen sein, während das zweite Befestigungsmerkmal der Vorsprung oder Vorsprünge sein können. In jedem dieser Beispiele kann eines von den Befestigungsmerkmalen während des Eingussverfahrens gebildet werden. Wenn das erste Befestigungsmerkmal ein Vorsprung ist, erstarrt die Materialschmelze über dem Vorsprung, um die komplementäre Vertiefung zu bilden. Die resultierenden ersten und zweiten Befestigungsmerkmale passen somit zusammen, um eine mechanische Verbindung oder Kopplung zu bilden, welche die Einlage 12 und den Reifenabschnitt 16 aneinander befestigt.
In noch einem weiteren Montageverfahren wird die Einlage 12 mit dem Reifenabschnitt 16 durch ein Reibschweißverfahren gekoppelt. Dieses kann zusätzlich zu dem Presspass-Verfahren durchgeführt werden. Nach dem Anordnen über der inneren Fläche 24 kann eine Reibschweißnaht an einer Grenzfläche zwischen der inneren Fläche des Reifenabschnitts 16 und der inneren Fläche 32 der Einlage 12 gebildet werden. Die Reibschweißnaht kann nur an einem Abschnitt der Grenzfläche gebildet wer den, z. B. nahe an dem ersten Ende 26, um zu vermeiden, dass die Schwingungsdämpfungseigenschaften dazwischen beeinträchtigt werden, z. B. indem ein relatives Gleiten reduziert wird. Die Reibschweißnaht kann auch eine Anzahl von separaten Reibschweißnähten sein, die in Bezug aufeinander beabstandet sind.
Wie erwähnt, kann die Verwendung der Einlage 12 als Teil der Trommel 10 dabei hilfreich sein, das gesamte Herstellungsverfahren zu beschleunigen. Zum Beispiel kann es sein, dass in einer Trommel ohne die Einlage 12 die innere Fläche 24 vor dem Einsatz in einem Kraftfahrzeug maschinell bearbeitet werden muss. Da die Einlage 12 über der inneren Fläche 24 angeordnet ist, muss die innere Fläche nicht in einem derartigen Ausmaß oder überhaupt maschinell bearbeitet werden.
In einigen Ausführungsformen kann die innere Fläche 32 der Einlage 12 mit der inneren Fläche 24 des Reifenabschnitts 16 durch Kleben oder ein beliebiges anderes geeignetes Verfahren verbunden sein. Und in einigen Ausführungsformen können die Vorsprünge in ähnlicher Weise mit den Vertiefungen verbunden sein.
In einigen Ausführungsformen kann die innere Fläche 32 oder die innere Fläche 24 beschichtet sein, um eine Schicht zu bilden, welche eine Energieabsorption zwischen der Einlage 12 und dem Reifenabschnitt 16 begünstigt und somit dabei hilft, Schwingungen zu dämpfen. Geeignete Beschichtungen können eine Vielzahl von Partikeln umfassen, die miteinander und/oder mit der Partikeloberfläche durch ein anorganisches Bindemittel, ein organisches Bindemittel oder ein anderes geeignetes Bindematerial verbunden sein können. Geeignete Bindemittel können Epoxydharze, Phosphorsäure bindende Binder, Calciumaluminate, Natriumsilikate, Holzmehl oder Tone umfassen. In einer Ausführungsform kann die Be schichtung auf der Partikeloberfläche als ein flüssiges, dispergiertes Gemisch eines organisch gebundenen, hitzebeständigen Gemisches auf Alumo-Silickatbasis abgeschieden sein. In weiteren Ausführungsformen kann die Beschichtung zumindest eine von Aluminiumoxid- oder Siliziumoxidpartikeln, gemischt mit einem Lignosulfonat-Bindemittel, Cristobalit (SiO₂), Quarz oder Calcium-Lignosulfonat umfassen. Das Calcium-Lignosulfonat kann als ein Bindemittel dienen. In einer Ausführungsform kann die Beschichtung beliebige Arten von Beschichtungen umfassen, die in Beschichtungs-Gießpfannen oder -gefäßen wie z. B. IronKote- oder Ladlekote-Beschichtungen verwendet werden. In einer Ausführungsform kann eine flüssige Beschichtung auf einem Abschnitt der partikulären Fläche abgeschieden sein und kann Hochtemperatur-Ladlekote 310B umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Beschichtung zumindest eines von Ton, Al₂O₃, SiO₂, einem Graphit- und Ton-Gemisch, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Cordierit (Magnesium-Eisen-Aluminium-Silikat), Mullit (Aluminiumsilikat), Zirconiumdioxid (Zirconiumoxid) oder Phyllosilikate umfassen. In einer Ausführungsform kann die Beschichtung eine Faser, wie z. B. Keramik- oder Mineralfasern, umfassen.
Grenzschichten, die Energie absorbieren können und somit dabei hilfreich sind, Schwingungen zu dämpfen, können mit den Beschichtungen gebildet sein und können die innere Fläche 24 des Reifenabschnitts 16 gegen die gebildete Schicht, die innere Fläche 32 der Einlage 12 gegen die Schicht, die innere Fläche 24 gegen die Partikel oder Fasern, die innere Fläche 32 gegen die Partikel oder Fasern und die Bewegung der Partikel oder Fasern gegeneinander umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Die genaue Dicke der Beschichtung kann variieren und kann unter anderem durch die Materialien, welche für die Einlage 12 und für den Reifen abschnitt 16 verwendet werden, und dem erwünschten Grad an Schwingungsdämpfung vorgegeben sein. Beispiele von Dicken können im Bereich von etwa 1 μ–400 μm, 10 μm–400 μm, 30 μm–300 μm, 30 μm–40 μm, 40 μm–100 μm, 100 μm–120 μm, 120 μm–200 μm, 200 μm–300 μm, 200 μm–550 μm, oder Schwankungen dieser Bereiche liegen.
Einige Beispiele von geeigneten Partikeln oder Fasern, die ein Teil einer speziellen Beschichtung sein können, können Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Graphit mit Ton, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Cordierit (Magnesium-Eisen-Aluminium-Silikat), Mullit (Aluminiumsilikat), Zirconiumdioxid (Zirconiumoxid), Phyllosilikate oder andere hochtemperaturbeständige Partikel umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. In einem Beispiel können die Partikel eine Länge aufweisen, die durch die längste Abmessung in einem Bereich von etwa 1 μm–350 μm oder 10 μm–250 μm definiert ist.
In einer Ausführungsform, die eine Beschichtung mit Partikeln, Fasern oder beiden aufweist, können die Partikel eine unregelmäßige Form (z. B. nicht glatt) aufweisen, um die Schwingungsdämpfung zu erhöhen. Die Partikel, Fasern oder beide können unter anderem wegen der natürlichen Bindeeigenschaften der Partikel oder Fasern miteinander, mit der inneren Fläche 24 des Reifenabschnitts 16, mit der inneren Fläche 32 der Einlage 12 oder mit beiden verbunden sein. Zum Beispiel können die Bindeeigenschaften der Partikel oder Fasern derart sein, dass die Partikel oder Fasern unter Druck miteinander oder mit der inneren Fläche 24, mit der inneren Fläche 32 oder mit beiden verbunden sein können. In einem Beispiel können die Partikel, Fasern oder beide behandelt sein, um eine Beschichtung auf den Partikeln oder Fasern selbst vorzusehen oder um funktionelle Gruppen vorzusehen, die daran angebracht sind, um die Partikel miteinander zu verbinden oder die Partikel an zumindest einer von der inneren Fläche 24 oder der inneren Fläche 32 anzubringen. In einem weiteren Beispiel können die Partikel, Fasern oder beide in zumindest einer von der inneren Fläche 24 oder der inneren Fläche 32 eingebettet sein, um die Schwingungsdämpfung zu verstärken.
In einer weiteren Ausführungsform können die Partikel, die Fasern oder beide temporär durch eine vollständige oder teilweise Opfermetallbeschichtung zusammengehalten sein, an der inneren Fläche 32, der inneren Fläche 24 gehalten sein oder an beiden gehalten sein. Die Opfermetallbeschichtung kann durch die Metallschmelze verbraucht oder weggebrannt werden, wenn Metall um die Einlage 12 herum oder über diese gegossen wird. Die Partikel, Fasern oder beide bleiben zurück und zwischen dem Reifenabschnitt 16 und der Einlage 12 eingefangen, um eine Schicht bereitzustellen, die aus den Partikeln, den Fasern oder beiden besteht.
In einer weiteren Ausführungsform kann/können eine oder mehrere der inneren Fläche 24 und der inneren Fläche 32 eine relativ raue Oberfläche mit einer Vielzahl von Spitzen und Mulden umfassen, um die Reibungsdämpfung des Teiles zu verbessern. In diesem Beispiel kann/können die innere Fläche 24 und die innere Fläche 32 oder beide mittels Sandstrahlen, Glaskugelstrahlen, Hochdruckwasserstrahlen, chemischem Ätzen, maschineller Bearbeitung oder eines beliebigen anderen geeigneten Verfahrens, das in der Lage ist, relativ raue Oberflächen zu erzeugen, abgetragen werden.
In einer Ausführungsform, in der die Einlage 12 eingegossen ist, können die Partikel, Fasern oder beide der Temperatur einer Materialschmelze ausgesetzt sein, und die Einlage 12, die Partikel, die Fasern oder alles können/kann aus Materialien hergestellt sein, die einer Strömung und wesentlichen Erosion während des Gießverfahrens standhalten können.
Zum Beispiel können/kann die Einlage 12, die Partikel, die Fasern oder alles aus hitzebeständigen Materialien zusammengesetzt sein, die einer Strömung und Erosion bei Temperaturen über 1100°F, über 2400°F oder über 2700°F standhalten können. In einem beispielhaften Gießverfahren sollte/n, wenn eine Materialschmelze eingegossen wird, die Einlage 12, die Partikel, die Fasern oder alles durch die Materialschmelze nicht benetzt werden, sodass die Materialschmelze nicht dort eine Verbindung herstellt, wo sich andernfalls eine Grenzschicht bilden würde.
In einer Ausführungsform, in der die Trommel 10 mithilfe eines Verfahrens hergestellt wird, das die Einlage 12, die Partikeln, die Fasern oder alles den relativ hohen Temperaturen im Zusammenhang mit Materialschmelzen unterwirft, können/kann die Einlage 12, die Partikel, die Fasern oder alles aus vielen verschiedenen Materialen bestehen, die nicht hitzebeständige Polymermaterialien, Keramik, Verbundstoffe, Holz oder weitere Materialien, die zur Reibungsdämpfung geeignet sind, umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine benetzbare Oberfläche vorgesehen sein, die keine Schicht mit Partikeln oder Fasern umfasst, oder ein benetzbares Material wie z. B. Graphit ist über einem Abschnitt der Einlage 12 vorgesehen, sodass das Gussmetall mit der benetzbaren Oberfläche verbunden ist, um die Einlage an dem Reifenabschnitt 16 anzubringen, während auf den nicht verbundenen Oberflächen dennoch eine Reibungsdämpfung zugelassen ist.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Trommel 110 ist in 3 gezeigt. Diese Ausführungsform ist der in den 1 und 2 beschriebenen in mancher Hinsicht ähnlich. Ein Unterschied ist eine Vielzahl von einzelnen und eigenen Einlagen 112. Die Einlagen 112 können in einer Distanz voneinander beabstandet sein und können in Umfangsrichtung um einen Reifenabschnitt 116 herum beabstandet sein. Die Einlagen 112 können in den Reifenabschnitt 116 eingesetzt sein, sodass eine innere Fläche 124 des Reifenabschnitts mit einer äußeren Fläche 130 einer jeden der Einlagen bündig ist. Somit kann eine Bremsfläche 134 sowohl die innere Fläche 124 als auch die äußere Fläche 130 umfassen, da ein Bremsbelag während eines Bremsereignisses mit beiden in Kontakt treten kann. In weiteren Ausführungsformen müssen die Einlagen 112 nicht unbedingt in gleichen Distanzen beabstandet sein, wie gezeigt, und es können mehr oder weniger von ihnen vorhanden sein als gezeigt. Dennoch können in dieser Ausführungsform die äußeren Flächen 130 der Einlagen 112 einen Großteil der freiliegenden Bremsfläche 134 bilden, wenngleich dies nicht notwendig ist.
Die obige Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung ist lediglich von beispielhafter Natur, und somit sind Abwandlungen davon nicht als eine Abweichung vom dem Geist und dem Schutzumfang der Erfindung zu betrachten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- AISI 1010 [0019]
- AISI 1008 [0019]

Claims

Produkt, welches umfasst: eine Trommel für eine Trommelbremsenanordnung, wobei die Trommel einen Stegabschnitt und einen Reifenabschnitt aufweist, der sich von dem Stegabschnitt erstreckt; und zumindest eine Einlage, die an dem Reifenabschnitt angeordnet ist und zumindest einen Abschnitt einer Bremsfläche bildet, die mit einer Bremskomponente in Kontakt steht, wobei die Einlage Schwingungen in der Trommel dämpft, wenn die Trommel in Schwingung versetzt ist, wobei die Trommel insbesondere ein erstes Material umfasst und die Einlage ein zweites Material umfasst, welches von dem ersten Material verschieden ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei eine relative Bewegung an einer Grenzfläche, die zwischen der Trommel und der Einlage gebildet ist, Schwingungen in der Trommel dämpft, wenn die Trommel in Schwingung versetzt ist.
Produkt, welches umfasst: eine Trommel für eine Trommelbremsenanordnung, wobei die Trommel ein erstes Material umfasst und einen Reifenabschnitt aufweist; und zumindest eine Einlage, welche an dem Reifenabschnitt angeordnet ist und ein zweites Material umfasst, welches von dem ersten Mate rial verschieden ist, wobei die Einlage zumindest einen Großteil einer freiliegenden Bremsfläche bildet, die mit einer Bremskomponente in Kontakt steht, wobei eine relative Bewegung zwischen der Trommel und der Einlage Schwingungen in der Trommel dämpft, wenn die Trommel in Schwingung versetzt ist.
Produkt nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Einlage eine einzige Einlage ist, die sich in Umfangsrichtung in gleicher Ausdehnung wie der Reifenabschnitt erstreckt, auf einer Fläche des Reifenabschnitts liegt und die gesamte Bremsfläche bildet, die mit der Bremskomponente in Kontakt steht.
Produkt nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Einlage eine Vielzahl von einzelnen Einlagen umfasst, die in Umfangsrichtung um den Reifenabschnitt herum beabstandet sind und wobei jede in dem Reifenabschnitt bündig mit einer Fläche des Reifenabschnitts eingesetzt ist, sodass die Einlagen und die Fläche die Bremsfläche bilden, die mit der Bremskomponente in Kontakt steht.
Produkt nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Trommel ein erstes Befestigungsmerkmal aufweist und die Einlage ein komplementäres zweites Befestigungsmerkmal aufweist, welches mit dem ersten Befestigungsmerkmal zusammenpasst, um die Einlage mit der Trommel zu koppeln, wobei das erste Befestigungsmerkmal eine Vertiefung ist und das zweite Befestigungsmerkmal ein Vorsprung ist, welcher derart bemessen ist, dass er in die Vertiefung passt, oder wobei das erste und das zweite Befestigungsmerkmal zumindest eine Reibungsschweißnaht umfassen, welche an einer Grenzfläche der Trommel und der Einlage gebildet ist.
Produkt nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Einlage mit der Trommel durch ein Eingussverfahren gebildet ist, und/oder wobei die Einlage in der Trommel durch ein Presspassverfahren angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Produkts, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Einlage in einem Formhohlraum angeordnet wird; die Einlage derart in dem Formhohlraum positioniert wird, dass nach der Fertigstellung die Einlage eine freiliegende Bremsfläche bildet, die während eines Bremsereignisses mit einer Bremskomponente in Kontakt steht; und der Formhohlraum mit einer Materialschmelze gefüllt wird, welche wenn sie erstarrt ist, eine Trommel für eine Trommelbremsenanordnung ergeben wird, wobei die Trommel einen Stegabschnitt und einen Reifenabschnitt aufweist, der sich von dem Stegabschnitt erstreckt, und die Einlage an dem Reifenabschnitt angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 8, welches ferner umfasst, dass: ein erstes Befestigungsmerkmal an der Einlage vorgesehen wird; und ein zweites Befestigungsmerkmal der Trommel durch die Materialschmelze gebildet wird, welche mit dem ersten Befestigungsmerkmal erstarrt, sodass die Einlage und die Trommel miteinander gekoppelt sind.
Produkt, welches umfasst: eine Kraftfahrzeugbremskomponente; und eine Einlage, die mit der Kraftfahrzeugbremskomponente gekoppelt ist und zumindest einen Abschnitt einer Bremsfläche bildet, auf die während eines Bremsereignisses eingewirkt wird, wobei die Einlage Schwingungen in der Kraftfahrzeugbremskomponente dämpft, wenn die Kraftfahrzeugbremskomponente in Schwingung versetzt ist.