DE102010009729A1 - Method for manufacturing brake disk for disk brake of motor vehicle i.e. passenger car, involves machining disk pot before adding by loops or precision turnings, and smooth rolling front surface i.e. abutment surface, of pot for wheel hub - Google Patents
Method for manufacturing brake disk for disk brake of motor vehicle i.e. passenger car, involves machining disk pot before adding by loops or precision turnings, and smooth rolling front surface i.e. abutment surface, of pot for wheel hub Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe für eine Scheibebremse eines Kraftwagens nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for producing a brake disk for a disk brake of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Im Zuge moderner Leichtbaubestrebungen im Kraftwagenbau werden zunehmend Verbundbremsscheiben für Scheibenbremsen eingesetzt, welche aus einem Bremsscheibentopf und einem separat gefertigtem Reibring bestehen. Der Bremsscheibentopf wird vorzugsweise aus dünnwandigen Blech, insbesondere Aluminiumblechen gefertigt, während für den Reibring tribologisch günstige Materialien, wie beispielsweise Grauguss verwendet werden, die zu dem eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um im Betrieb der Bremsscheibe anfallende Reibungswärme ableiten zu können.In the course of modern lightweight construction efforts in the automotive industry increasingly composite brake discs for disc brakes are used, which consist of a brake disc hub and a separately manufactured friction ring. The brake disk hub is preferably made of thin-walled sheet metal, in particular aluminum sheets, while for the friction ring tribologically favorable materials, such as gray cast iron are used, which have a good thermal conductivity to derive friction heat generated during operation of the brake disk can.
Die Bremsscheibentöpfe für solche Bremsscheiben werden oftmals durch definierte oder undefinierte spannabhebende Verfahren, wie beispielsweise das Feindrehen oder das Schleifen, bearbeitet. Hierdurch entstehen Rauheitsspitzen auf den Oberflächen des Bremsscheibentopfes. In ihrer Endmontagelage ist eine solche Bremsscheibe über den Bremsscheibentopf mit einer Radnarbe mit einem Kraftwagen verschraubt, wobei eine Teilfläche des Bremsscheibentopfes an der Radnarbe anliegt. In diesem Anlagebereich besteht die Gefahr von Kontakt- und Tribokorrosion. Gerade die durch das spanabhebende Bearbeiten entstandenen Rauheitsspitzen beeinflussen die Korrosions- und Verschleißfestigkeit der Bremsscheibe im Anlagebereich des Bremsscheibentopfes an die Radnarbe. Durch die ungleichmäßigen Höhen von Rauheitsspitzen wird zudem der Materialtraganteil der Anlagefläche reduziert, was die Haltbarkeit weiter reduziert. Insgesamt besteht daher ein großes Risiko von Dauerreibbrüchen, welche die Lebensdauer solcher Bremsscheiben reduziert.The brake disk pots for such brake disks are often processed by defined or undefined tensioning methods, such as fine turning or grinding. This results in roughness peaks on the surfaces of the brake disk hub. In its final assembly such a disc is bolted to the brake disc pot with a wheel with a motor vehicle, wherein a partial surface of the brake disc hub rests against the wheel. There is a risk of contact corrosion and tribocorrosion in this area. Especially the roughness peaks caused by the machining affect the corrosion and wear resistance of the brake disc in the contact area of the brake disc hub to the wheel. Due to the uneven heights of roughness peaks, the material bearing component of the contact surface is also reduced, which further reduces the durability. Overall, therefore, there is a great risk of permanent friction fractures, which reduces the life of such brake discs.
Um die Beständigkeit von Verbundbremsscheiben unter den statischen und dynamischen Belastungen des Fahrbetriebs zu verbessern, ist es bekannt, die Fügefläche von Aluminium-Bremsscheibentöpfen mit härteren Werkstoffen zu beschichten und/oder Aluminium-Bremsscheibentöpfe zu hartanodisieren. Die bekannten Verfahren sind aufwendig in der Durchführung und Erhöhen die Herstellungskosten solcher Bremsscheiben beträchtlich.In order to improve the durability of composite brake disks under the static and dynamic loads of the driving operation, it is known to coat the joining surface of aluminum brake disk pots with harder materials and / or hard anodize aluminum brake disk pots. The known methods are complicated to carry out and increase the manufacturing cost of such brake discs considerably.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiter zu entwickeln, dass auf einfache Weise besonders verschleiß- und korrosionsbeständige Bremsscheiben erhalten werden.The present invention is therefore based on the object to further develop a method for producing a brake disc according to the preamble of claim 1, that in a simple way particularly wear-resistant and corrosion-resistant brake discs are obtained.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
Bei einem solchen Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe für eine Scheibenbremse für einen Kraftwagen, insbesondere eines Personenkraftwagens, wird ein Bremsscheibentopf aus einem dünnwandigen Blech mit einem Reibring aus einer Gusslegierung, insbesondere aus Grauguss gefügt. Vor dem Fügen wird der Bremsscheibentopf insbesondere durch Schleifen oder Feindrehen spanabhebend vorbearbeitet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nach dem spanabhebenden Vorbearbeiten eine Oberfläche des Bremsscheibentopfes, insbesondere eine Anlagefläche des Bremsscheibentopfes für eine Radnase glatt gewalzt wird.In such a method for producing a brake disc for a disc brake for a motor vehicle, in particular a passenger car, a brake disc hub is made of a thin-walled sheet metal with a friction ring of a casting alloy, in particular made of gray cast iron. Before joining, the brake disk pot is in particular machined by grinding or fine turning. According to the invention, it is provided that, after the preliminary machining, a surface of the brake-disk cup, in particular a contact surface of the brake-disk cup, is smoothly rolled for a wheel nose.
Beim Glattwalzen werden Hartmetall oder Stahlrollen unter Anpressdruck über die zu bearbeitende Oberfläche des Bremsscheibentopfes geführt und verdrängen dabei mikroskopische Oberflächenspitzen des Randschicht der Oberfläche. Das verdrängte Werkstoffvolumen fließt von unten in die zwischen den Oberflächenspitzen gelegenden Profiltäler der Oberfläche. Damit bilden sich Plateau auf der Oberfläche, so dass der Traganteil der Oberfläche erhöht wird. Zusätzlich werden Druckeigenspannungen in ein Oberflächen nahen Bereich des Bremsscheibentopfes eingebracht, so dass die Festigkeit und die Härte des Bremsscheibentopfes im Fügebereich zwischen Bremsscheibentopf und Radnarbe erhöht wird. Dies erhöht die Dauerfestigkeit der Verbindung zwischen Bremsscheibentopf und Radnarbe weiter.During burnishing, carbide or steel rollers are guided under contact pressure over the surface of the brake disk hub to be machined, thereby displacing microscopic surface peaks of the surface surface layer. The displaced volume of material flows from below into the profile valleys of the surface between the surface tips. This plateau form on the surface, so that the supporting portion of the surface is increased. In addition, residual compressive stresses are introduced into a surface area close to the brake disk chamber so that the strength and the hardness of the brake disk chamber are increased in the joining region between the brake disk chamber and the wheel. This further increases the fatigue strength of the connection between the brake disk chamber and the wheel.
Durch den erhöhten Traganteil der Oberfläche wird gleichzeitig das maximal übertragbare Drehmoment zwischen einer Radnarbe und dem Bremsscheibentopf erhöht. Die Verringerung der Rauheitsspitzen reduziert gleichzeitig die Tribokorrosion im Dauerbetrieb der Bremsscheibe. Durch die beim Glattwalzen erzielte Erhöhung der statischen Fließgrenze des Materials durch Kaltverfestigung ergibt sich zudem eine proportionale Steigerung der Wechselfestigkeit des Bremsscheibentopfes.Due to the increased carrying portion of the surface, the maximum transmittable torque between a wheel and the brake disc cup is simultaneously increased. The reduction in the roughness peaks simultaneously reduces the tribocorrosion during continuous operation of the brake disc. Due to the increase in the static yield strength of the material achieved by cold working during smooth rolling, there is also a proportional increase in the alternating strength of the brake disk cup.
Bevorzugt wird das Glattwalzen durchgeführt bis eine Rautiefe der bearbeiteten Oberfläche weniger als Mikrometer beträgt. Damit wird eine besonders große tragende Oberfläche bereitgestellt und die eventuell abrasiv wirkenden höchsten Oberflächenspitzen fast vollständig beseitigt. Hieraus resultiert eine besonders gute Dauer- und Betriebsfestigkeit der Bremsscheibe.The smooth-rolling is preferably carried out until a roughness depth of the machined surface is less than micrometers. This provides a particularly large load-bearing surface and almost completely eliminates the possibly abrasive top surface tips. This results in a particularly good durability and durability of the brake disc.
Es ist weiter vorteilhaft, die Oberflächenrauheit der Oberfläche während des Glattwalzens in etwa zu halbieren. Bei der spanenden Vorbearbeitung ist daher ebenfalls auf das Ausmaß der eingebrachten Rauheitsspitzen zu achten, so dass in Verbindung mit dem Glattwalzen die gewünschte Endrauhigkeit erreicht wird.It is also advantageous to roughly halve the surface roughness of the surface during burnishing. When machining premachining, therefore, attention must also be paid to the extent of the introduced roughness peaks, so that the desired final roughness is achieved in conjunction with the smooth rolling.
Vorzugsweise wird zum Glattwalzen ein Rollierwerkzeug aus mehreren Rollen verwendet, um eine besonders gute Fertigungsgeschwindigkeit und Oberflächengüte zu erreichen.Preferably, a burnishing tool made of several rolls is used for smooth-rolling in order to achieve a particularly good production speed and surface quality.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen.In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show here.
Eine im Ganzen mit
In dem gezeigten Beispiel ist der Reibring
Die Oberfläche
Um die mechanischen Eigenschaften der Oberfläche
Dadurch wird der Traganteil der Oberfläche erhöht, so dass Tribokorrosion im Betrieb der Bremsscheibe reduziert wird. Gleichzeitig wird durch den Anpressdruck der Rollierwalze
Insgesamt wird somit eine Oberfläche
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Bremsscheibebrake disc
- 1212
- Reibringfriction ring
- 1414
- Bremsscheibentopfbrake disc pot
- 1616
- Stirnflächeface
- 1818
- Schrauböffnungscrew opening
- 2020
- DurchtrittsöffnungThrough opening
- 2222
- ReibringhälfteReibringhälfte
- 2424
- ReibringhälfteReibringhälfte
- 2626
- Abstandshalterspacer
- 2828
- Lüftungskanalventilation duct
- 3030
- Rauheitsspitzenasperities
- 3232
- Rollierwalzerolling roller
- 3434
- TälerValleys
- 3636
- Oberflächenbereichsurface area
Claims (5)
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DE102010009729A1 true DE102010009729A1 (en) | 2011-09-01 |
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DE201010009729 Pending DE102010009729A1 (en) | 2010-03-01 | 2010-03-01 | Method for manufacturing brake disk for disk brake of motor vehicle i.e. passenger car, involves machining disk pot before adding by loops or precision turnings, and smooth rolling front surface i.e. abutment surface, of pot for wheel hub |
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DE (1) | DE102010009729A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012214566B4 (en) * | 2011-08-29 | 2021-03-18 | Ford Global Technologies, Llc | METHOD FOR PRODUCING A TIPED SURFACE FOR OBTAINING A THERMAL SPRAY COVER AND SURFACE PRODUCED BY THE METHOD |
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2010
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