DE102015118851B3 - Apparatus and method for separating composite brake discs in material components - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Trennen einzelner wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe verbundenen Verbindungselemente aus dem Bremsscheibentopf, mit einem Stanzwerkzeug, ein Trennwerkzeug mit mehreren Stanzwerkzeugen zum Trennen eines mit Verbindungselementen, kraft- und/oder stoffschlüssig verbundenen, Bremsscheibentopfes einer Verbundbremsscheibe von den Verbindungselementen, sowie ein Verfahren zum gleichzeitigen Trennen von mehreren wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe verbundenen Verbindungselementen von dem Bremsscheibentopf mit diesem Trennwerkzeug.The invention relates to a method for separating individual connecting elements connected at least partially with force and / or material fit with a brake disk hub of a composite brake disc, with a punching tool, a cutting tool with a plurality of punching tools for separating a force and / or materially connected with connecting elements, Disc brake disc of a composite brake disc of the connecting elements, and a method for simultaneously separating a plurality of at least partially non-positively and / or materially connected to the brake disc hub of a composite brake disc connecting elements of the brake disc chamber with this cutting tool.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eines wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem Bremsscheibentopf, insbesondere aus Aluminium, verbundenen Verbindungselements aus dem Bremsscheibentopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Trennwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8, sowie ein Verfahren zum Trennen von wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem, insbesondere aus Aluminium bestehenden, Bremsscheibentopf verbundenen Verbindungselementen von dem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe nach dem Oberbegriff des Patenanspruchs 21. The present invention relates to a method for separating a at least partially non-positively and / or materially connected to a brake disk hub, in particular made of aluminum, connecting element from the brake disk chamber according to the preamble of patent claim 1, a separating tool according to the preamble of claim 8, and a method for Separation of at least partially non-positively and / or materially connected to a, in particular consisting of aluminum, brake disk hub connecting elements of the brake disk hub of a composite brake disc according to the preamble of patent claim 21st
Verbundbremsscheiben weisen gegenüber herkömmlichen, einstückig ausgebildeten Bremsscheiben den Vorteil eines geringeren Gewichts bei gleichen Bremsleistungsfähigkeiten auf und werden mittlerweile bei vielen Fahrzeugen anstatt herkömmlicher Bremsscheiben verwendet. Verbundbremsscheiben bestehen aus einem Reibring, beispielsweise aus Gusseisen, sowie einem Bremsscheibentopf, beispielsweise aus Aluminium, welcher kraft- und/oder stoffschlüssig mit Verbindungselementen, beispielsweise mit Edelstahlstiften, verbunden ist, wobei die Verbindungselemente in den Reibring eingreifen, ohne mit ihm fest verbunden zu sein. Auf diese Weise kann sich bei einem Bremsvorgang der Reibring nach außen ausdehnen, ohne dabei Materialspannungen in dem, meist aus einem anderen Material bestehenden, Bremsscheibentopf zu verursachen. Composite brake discs have the advantage over conventional, one-piece brake discs on the advantage of lower weight with the same braking performance capabilities and are now used in many vehicles instead of conventional brake discs. Composite brake discs consist of a friction ring, such as cast iron, and a brake disc hub, for example made of aluminum, which is non-positively and / or materially connected with connecting elements, for example with stainless steel pins, wherein the connecting elements engage in the friction ring, without being firmly connected to it , In this way, during a braking operation, the friction ring can expand outward without causing material stresses in the brake disk pot, which is usually made of a different material.
Die
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Weiteren Stand der Technik offenbaren die Druckschriften
Die fertigen Verbundbremsscheiben bestehen meist aus einem Reibring aus Stahl, beispielsweise aus Gußeisen, und einem Bremsscheibentopf aus Aluminium, wobei der Reibring mit dem Bremsscheibentopf über die zumeist aus Edelstahl bestehenden Verbindungselemente, die in den Bremsscheibentopf eingegossen sind, verbunden wird. Die fertigen Verbundbremsscheiben müssen dann geprüft und kontrolliert werden. Dabei fällt Ausschuß an, der aussortiert und anschließend wiederaufbereitet werden muß. Das bedeutet, dass, wenn der Bremsscheibentopf zum Beispiel aus Aluminium besteht, dieser von dem Reibring wieder getrennt werden muss, um das Material wieder in den Wertstoffkreislauf rückzuführen. The finished composite brake discs usually consist of a friction ring made of steel, such as cast iron, and a brake disc hub made of aluminum, wherein the friction ring with the brake disc hub on the mostly stainless steel connecting elements, which are cast in the brake disc hub is connected. The finished composite brake discs must then be checked and checked. It comes on committee, which must be sorted out and then reprocessed. This means that if the brake disk cup is made of aluminum, for example, it must be separated again from the friction ring in order to return the material to the recycling loop.
Der Bremsscheibentopf wird dabei meist durch spanabhebende Verarbeitungsverfahren, wie Abdrehen, Abfräsen, Absägen der Stifte und Ähnlichem, von dem Reibring getrennt. Diese Verfahren sind sehr zeitaufwendig, dazu ist auf Grund des erhöhten Werkzeugverschleißes auch noch zusätzlich ein hoher Materialaufwand notwendig, welcher die Umwelt belastet. The brake disk pot is usually separated from the friction ring by machining processes such as twisting, milling, sawing off the pins and the like. These methods are very time consuming, this is due to the increased tool wear and in addition also a high cost of materials necessary, which pollutes the environment.
Es ist andererseits auch möglich, thermische Trennverfahren, wie Laserschneiden oder Plasmaschneiden anzuwenden, um den Bremsscheibentopf vom Reibring zu trennen. Diese Verfahren sind schnell und präzise, jedoch sehr teuer infolge hoher Anlagekosten, hohem Elektroenergieeinsatz und hohem Gasverbrauch für das Prozeßgas. Elektroenergie- und Gasgewinnung belasten die Umwelt. Außerdem fällt mehr oder weniger an Aerosolemission an, welche gefiltert werden muß und die Umwelt belastet. On the other hand, it is also possible to use thermal separation methods, such as laser cutting or plasma cutting, to separate the brake disk cup from the friction ring. These processes are fast and precise, but very expensive due to high equipment costs, high use of electrical energy and high gas consumption for the process gas. Electric energy and gas production pollute the environment. In addition, more or less aerosol emissions are generated, which must be filtered and pollute the environment.
Bei diesen Verfahren verbleibt jedoch zumindest ein Teil der Verbindungselemente in dem Bremsscheibentopf, sodass zur Rückgewinnung, beispielsweise des Aluminiums, der Aluminiumtopf erst eingeschmolzen und die Verbindungselemente dann aus der Aluminiumschmelze herausgesiebt werden müssen. Will man dies vermeiden, muss man die Verbindungselemente aus dem Bremsscheibentopf mit spanabhebenden Bearbeitungswerkzeugen so ausdrehen, ausfräsen oder aussägen, daß der Bremsscheibentopf keine Verbindungselementteile mehr aufweist. Dies führt meist zu einer signifikant geringeren Ausbeute an sortenreinem Aluminium bei Aluminiumbremsscheibentöpfen, da ein Aluminiumringbereich mit Verbindungselementen zurück bleibt. Somit ist auf Grund des erhöhten Werkzeugverschleißes auch noch zusätzlich ein hoher Materialaufwand notwendig, welcher die Umwelt belastet. In these methods, however, at least a part of the connecting elements remains in the brake disk pot, so that for recovery, for example of aluminum, the aluminum pot first melted and the fasteners must then be screened out of the aluminum melt. If you want to avoid this, you must turn out the fasteners from the brake disk hub with machining tools so, mill or saw out that the brake disk hub no longer has connecting element parts. This usually leads to a significantly lower yield of unmixed aluminum in aluminum brake disk pots, as an aluminum ring area with connecting elements remains. Thus, due to the increased tool wear also a high cost of materials is necessary, which pollutes the environment.
Auch könnte der Stiftbereich im Bremsscheibentopf lokal beispielsweise mit einem Gasbrenner, erhitzt werden, um ein Herausschmelzen der Stifte zu ermöglichen. Dies erfordert jedoch einen hohen Energieaufwand und führt, beispielsweise durch den Einbau von Wasserstoff in das Aluminium zu einer Verunreinigung und/oder Versprödung des Werkstoffs. Um dies zu vermeiden, ist bei einem solchen Verfahren die Wasserstoffaufnahme, die sich als Folge des Schmelzprozesses ergibt, zu begrenzen. Mit Sicherheit kann die Wasserstoffaufnahme nur beim Vakuumschmelzprozeß und in Grenzen auch beim Schmelzen in elektrisch beheizten Öfen vermieden werden, denn alle organischen Brennstoffe sind Wasserstoffträger. Also, the pin area in the brake disk pot could be locally heated, for example with a gas burner, to allow the pins to melt out. However, this requires a lot of energy and leads, for example the incorporation of hydrogen into the aluminum to contaminate and / or embrittle the material. In order to avoid this, the hydrogen uptake that results as a result of the melting process is to be limited in such a process. Certainly, the hydrogen uptake can be avoided only in the vacuum melting process and within limits even when melting in electrically heated furnaces, because all organic fuels are hydrogen carriers.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Trennvorrichtung bereitzustellen, sowie Trennverfahren anzugeben, die diese Nachteile nicht aufweisen und eine sortenreine Materialtrennung ermöglichen, wobei möglichst viel sortenreines Material zurückgewonnen werden soll. It is therefore an object of the present invention to provide a separating device and to disclose separating methods which do not have these disadvantages and permit sorted material separation, with as much as possible unmixed material to be recovered.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Trennwerkzeug nach Anspruch 8, sowie ein Verfahren nach Patentanspruch 21. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a method according to claim 1, a cutting tool according to claim 8, and a method according to
Um diese Aufgabe zu lösen, wird ein Verfahren zum Trennen eines wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem Bremsscheibentopf, vorzugsweise aus Aluminium, verbundenen Verbindungselements aus dem Bremsscheibentopf unter Verwendung eines Stanzwerkzeugs vorgeschlagen, welches einen Stempel, sowie eine dem Stempel gegenüberliegend angeordnete, als Matrize ausgebildete Schneidform aufweist. Die Schneidkanten dieser Schneidform sind gegenüber dem Stempel versetzt so angeordnet, daß, wenn der Bremsscheibentopf zwischen der Matrize und dem Stempel angeordnet wird und die Matrize und der Stempel gegen den Bremsscheibentopf gepresst und aufeinander zubewegt werden, der Stempel an den Schneidkanten der Schneidform beabstandet vorbeigeführt wird, und die Schneidkanten dabei Material von dem Bremsscheibentopf abscheren oder ausbrechen. To achieve this object, a method for separating a at least partially non-positively and / or materially connected to a brake disk hub, preferably made of aluminum, connecting element from the brake disk pot using a punching tool proposed which a punch, and a stamp opposite arranged, Having formed as a die cutting mold. The cutting edges of this cutting die are staggered relative to the punch so that when the brake disk cup is placed between the die and the punch and the die and punch are pressed against the brake disk pot and moved toward each other, the punch is moved past the cutting edges of the cutting die , And the cutting edges thereby shear or break material from the brake disc pot.
Erfindungsgemäß wird dabei zunächst das mit dem Bremsscheibentopf verbundene Verbindungselement zwischen dem Stempel und der Matrize des Stanzwerkzeugs so angeordnet, daß, wenn der Stempel und die Matrize aufeinander zubewegt werden, der Stempel durch den Bremsscheibentopf hindurch auf das Verbindungselement drückt und die Schneidkante außerhalb des und zumindest teilweise um das Verbindungselement herum auf den Bremsscheibentopf drückt. Werden dann Stempel und Matrize aufeinander zubewegt, bis der Stempel und die Matrize den Bremsscheibentopf und/oder das Verbindungselement berühren, kann durch Pressen des Stempels und der Matrize auf den Bremsscheibentopf das um das Verbindungselement herum angeordnete Material des Bremsscheibentopfs abgeschert und das Verbindungselement aus dem Bremsscheibentopf, herausgebrochen werden. According to the invention, the connecting element connected to the brake disk pot is initially arranged between the punch and the die of the punching tool in such a way that, when the punch and the die are moved towards one another, the punch pushes through the brake disk cup onto the connecting element and the cutting edge is outside the and at least partially presses around the connecting element around on the brake disc hub. Then, when the punch and die are moved towards each other until the punch and the die touch the brake disk pot and / or the connecting element, the material of the brake disk pot arranged around the connecting element can be sheared off and the connecting element can be sheared off from the brake disk pot by pressing the punch and the die onto the brake disk pot to be broken out.
Der Bremsscheibentopf wird dabei vorzugsweise so festgehalten, daß die Schneidkanten der Matrize zwischen dem Stempel und der Festhalteeinrichtung zu liegen kommen. Der Stempel wird nach unten gedrückt, sodass ein, beispielsweise in dem, vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Bremsscheibentopf, eingegossenes Verbindungselement, beispielsweise ein Stahlstift, aus dem Bremsscheibentopf herausgebrochen werden kann. Dabei bricht auf Grund der wirkenden Hebelgesetze das Material, aus dem der Bremsscheibentopf besteht, meist in unmittelbarer Nähe der Schneidform, zumindest partiell entlang der Materialgrenzen zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Verbundelement ab, so daß die Werkstoffausbeute maximal wird. The brake disk pot is preferably held so that the cutting edges of the die come to rest between the punch and the retaining device. The punch is pressed down so that a, for example, in the, preferably made of aluminum brake disc pot, cast-in connecting element, such as a steel pin, can be broken out of the brake disc chamber. Due to the effective lever laws, the material from which the brake disk cup is made usually breaks off in the immediate vicinity of the cutting form, at least partially along the material boundaries between the brake disk cup and the composite element, so that the material yield becomes maximum.
Der Stempel muß mit hoher Kraft auf das Werkstoffteil drücken. Daher wird vorzugsweise ein Stempel verwendet, der als Stahlstift, besonders bevorzugt als gehärteter Stahlstift oder als Hartmetallstift ausgebildet ist. Die Kanten der Matrizen des Stanzwerkzeugs sind vorzugsweise, zumindest teilweise, als Schneidkanten ausgebildet und vorteilhafterweise oberflächengehärtet. Unter einem Hartmetall sollen in dieser Schrift Metalle, Metallegierungen und gesinterte Metalle mit einer Härte, die wenigstens so hoch wie die Härte von Edelstahl ist, verstanden werden. Hartmetalle sind beispielsweise gehärtete Stähle, Chrom-Vanadium Verbindungen, andere gehärtete Legierungen aus Metall, oder beispielsweise gesinterte Carbid-Hartmetalle. Kennzeichnend für die Hartmetalle sind sehr hohe Härte, Verschleißfestigkeit und besonders die hohe Warmhärte. The stamp must press with high force on the material part. Therefore, a punch is preferably used, which is designed as a steel pin, particularly preferably as a hardened steel pin or as a hard metal pin. The edges of the dies of the punching tool are preferably, at least partially, formed as cutting edges and advantageously surface hardened. In this document, a hard metal is to be understood as meaning metals, metal alloys and sintered metals having a hardness which is at least as high as the hardness of stainless steel. Hard metals are, for example, hardened steels, chromium-vanadium compounds, other hardened alloys of metal, or for example sintered carbide hard metals. Characteristic of the hard metals are very high hardness, wear resistance and especially the high hot hardness.
Der Stempel kann einen, z.B. als Feder um den Stempel herum angeordneten, Niederhalter aufweisen. Die Matrize kann einen, z.B. als Feder ausgebildeten, Niederhalter aufweisen, damit das herausgebrochene Material sich nicht am Stempel oder an der Matrize verklemmt, wenn der Stempel wieder von der Matrize wegbewegt wird. Der Niederhalter kann in der Matrize jedoch beispielsweise auch ein elastisch in Druckrichtung beweglicher Stab sein, oder beim Stempel eine elastisch in Druckrichtung um den Stempel herum bewegliche Hülse sein. Auch andere Formen von Niederhaltern sind denkbar. The stamp may include a, e.g. arranged as a spring around the stamp around, hold-down. The template may be a, e.g. formed as a spring, hold-down, so that the broken out material does not jam on the punch or on the die when the punch is moved away from the die again. However, the hold-down device may for example also be an elastically movable rod in the direction of compression, or for the punch, a sleeve which can be moved elastically in the compression direction around the punch. Other forms of hold-downs are conceivable.
Das Verfahren ist besonders effektiv, wenn das mit dem Bremsscheibentopf der Verbundbremsscheibe verbundene Verbindungselement aus einem Material besteht, dessen Härte höher ist, als die Härte des Materials, aus dem der Bremsscheibentopf besteht. Auf diese Weise kann die Hebelkraft zwischen dem Verbindungselement und der Schneidform unterstützend beim Heraustrennen des Verbindungselements aus dem Bremsscheibentopf wirken, so daß das Material des Bremsscheibentopfs bevorzugt an den Materialgrenzen zum Verbindungselement herausgebrochen wird und so eine maximale Menge sortenreines Material aus dem Material des Bremsscheibentopfs gewonnen wird. The method is particularly effective when the connecting member connected to the brake disk cup of the composite brake disk is made of a material whose hardness is higher than the hardness of the material constituting the brake disk cup. In this way, the leverage between the connecting element and the cutting mold can assist in separating out the connecting element from the brake disk chamber, so that the material of the brake disk hub is preferably broken at the material boundaries to the connecting element and so a maximum amount of unmixed material is obtained from the material of the brake disk pot.
Das Verbindungselement ist dabei vorteilhafterweise ein, vorzugsweise aus Edelstahl bestehender, Metallstift, der mit dem Bremsscheibentopf vergossen und/oder, beispielsweise durch Vernieten oder Verschrauben, verbunden ist. Der Metallstift kann einen verdickt ausgebildeten Metallkopf aufweisen, damit er bestmöglich im Bremsscheibentopf verankert ist. The connecting element is advantageously a, preferably made of stainless steel, metal pin, which is encapsulated with the brake disk hub and / or, for example, by riveting or screwing connected. The metal pin may have a thickened metal head, so that it is best anchored in the brake disk pot.
Die Matrize des verwendeten Stanzwerkzeugs kann beispielsweise eine vollständig umrandete Form mit einem Innenbereich sein. Die umlaufende Kante kann, zumindest partiell, als Schneidkante ausgebildet sein. Die Matrize kann auch als eine entlang oder schräg zu ihrer Längsachse aufgeschnittene, vorteilhafterweise zylinderförmig ausgebildete Form, beispielsweise eine aufgeschnittene Hülse aus beispielsweise Metall sein, deren Kanten zumindest teilweise als Schneidkanten ausgebildet sind. Die Matrize besteht vorzugsweise aus Metall, beispielsweise aus Hartmetall. Die Außenwand der Matrize sollte gebogen geformt sein. Dies sorgt für einen druckstabilen Aufbau der Matrize. For example, the die of the punching tool used may be a completely edged shape having an interior area. The peripheral edge may, at least partially, be formed as a cutting edge. The die can also be designed as a cut-along or obliquely to its longitudinal axis, advantageously cylindrical shape, for example, a cut sleeve of metal, for example, whose edges are at least partially formed as cutting edges. The die is preferably made of metal, for example of hard metal. The outer wall of the female mold should be bent. This ensures a pressure-stable construction of the die.
Stempel und/oder Matrizen-Längsachsen, sowie aktive Wirkflächen und/oder Wirklinien von Stempel und/oder Matrizen sind in beliebiger räumlicher Ausrichtung oder Formgebung möglich. So kann beispielsweise durch partielles Schrägschleifen der aktiven Stempeloberfläche mit zusätzlichem Hohlschliff gegen ein Abdriften, das Verbindungselement häufig mit reduzierter Kraft aus dem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe herausgebrochen werden. Stamp and / or die longitudinal axes, as well as active active surfaces and / or lines of action of stamp and / or dies are possible in any spatial orientation or shape. For example, by partial oblique grinding of the active die surface with additional hollow grinding against drifting, the connecting element can often be broken out of the brake disk chamber of a composite brake disk with reduced force.
Für das Verfahren zum Trennen eines wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe verbundenen Verbindungselements aus dem Bremsscheibentopf wird bevorzugt ein Stanzwerkzeug verwendet, bei welchem der Stempel auf einer ersten Schiene verschiebbar und auf der ersten Schiene arretierbar angeordnet ist, wobei die Matrize auf einer, vorteilhafterweise parallel zur ersten Schiene verlaufenden zweiten Schiene verschiebbar und auf der zweiten Schiene arretierbar angeordnet sein kann. Durch das Verschieben von Stempel und Matrize auf Schienen kann die Beabstandung zwischen den Schneidkanten der Schneidform und dem Stempel geeignet gewählt werden, so dass das Verbindungselement mit geringem Kraftaufwand herausgebrochen werden kann und Bremsscheibentöpfe unterschiedlicher Durchmesser in eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingespannt werden können. For the method for separating an at least partially non-positively and / or materially connected to a brake disk hub of a composite brake disc connecting element from the brake disk well, a punching tool is preferably used in which the stamp on a first rail slidably disposed and lockable on the first rail, wherein the Matrice on one, advantageously parallel to the first rail extending second rail slidably and can be arranged lockable on the second rail. By moving the punch and die on rails, the spacing between the cutting edges of the cutting die and the punch can be selected appropriately, so that the connecting element can be broken with little effort and brake disc pots of different diameters can be clamped in a corresponding device for carrying out such a method ,
Der Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe weist in der Regel zwischen 10 und 20, meist 12, 13, 14, 15, 16 oder 17 Verbindungselemente auf, die mit dem Bremsscheibentopf kraft- und stoffschlüssig verbunden sind und radial aus dem Bremsscheibentopf nach außen geführt sind. The brake disk hub of a composite brake disk generally has between 10 and 20, usually 12, 13, 14, 15, 16 or 17 connecting elements which are non-positively and materially connected to the brake disk hub and are guided radially out of the brake disk chamber to the outside.
Das Verfahren zum Trennen eines Verbindungselements aus dem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe wird vorteilhafterweise auf Verbindungselemente angewandt, die aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl oder einem Hartmetall bestehen und dabei bevorzugt als mit dem Werkstoffteil vergossene Metallstifte ausgebildet sind. Geeignete Metalle sind beispielsweise gehärtete Stähle, Chrom-Vanadium Verbindungen oder andere gehärtete Legierungen aus Metall. The method for separating a connecting element from the brake disk cup of a composite brake disk is advantageously applied to connecting elements which are made of metal, preferably of stainless steel or a hard metal and are preferably designed as cast with the material part metal pins. Suitable metals are, for example, hardened steels, chromium-vanadium compounds or other hardened alloys of metal.
Um alle Verbindungselemente möglichst rasch und gleichzeitig von dem Bremsscheibentopf trennen zu können, wird ein Trennwerkzeug zum Trennen von wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem Bremsscheibentopf aus Aluminium verbundenen Verbindungselementen aus dem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe vorgeschlagen, welches, mehrere, vorzugsweise zwischen zehn und zwanzig, Stanzwerkzeuge aufweist, die jeweils einen Stempel, sowie jeweils eine dem jeweils einen Stempel gegenüberliegend angeordnete, als Matrize ausgebildete Schneidform aufweisen, deren Schneidkanten gegenüber dem Stempel versetzt so angeordnet sind, daß, wenn der Bremsscheibentopf zwischen der Matrize und dem Stempel angeordnet ist und die Matrize und der Stempel gegen den Bremsscheibentopf gepresst und aufeinander zubewegt werden, der Stempel an den Schneidkanten der Schneidform beabstandet vorbeigeführt wird und dabei Material von dem Bremsscheibentopf von der Schneidform abgeschert oder herausgebrochen wird. In order to disconnect all fasteners as quickly as possible and simultaneously from the brake disk hub, a separating tool for separating at least partially non-positively and / or materially connected to a brake disk hub made of aluminum connecting elements from the brake disk chamber of a composite brake disc is proposed, which, a plurality, preferably between ten and twenty, punching tools, each having a punch, and each having a respective punch disposed opposite, formed as a die cutting mold whose cutting edges offset from the punch are arranged so that when the brake disk cup between the die and the punch is arranged and the die and the punch are pressed against the brake disk pot and moved towards each other, the punch is guided past the cutting edges of the cutting mold while shearing material from the brake disk pot from the cutting mold or forth is broken out.
Erfindungsgemäß sind die Stanzwerkzeuge sternförmig um eine Mittelachse herum angeordnet und etwa gleichweit von der Mittelachse entfernt, wobei sie so um die Mittelachse herum angeordnet sind, daß, wenn ein Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe mit wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Bremsscheibentopf verbundenen Verbindungselementen zwischen den Stempeln und den Matrizen der Stanzwerkzeuge angeordnet ist und die Stempel und Matrizen aufeinander zubewegt werden, die Stempel auf die Verbindungselemente drücken und die Schneidkanten um die Verbindungselemente herum auf den Bremsscheibentopf drücken. Ein derartiges Trennwerkzeug kann so aufgebaut werden, daß der gesamte Bremsscheibentopf zwischen den Matrizen und Stempeln der einzelnen Stanzwerkzeuge angeordnet wird und jedes Verbindungselement zwischen einem Stempel und einer Matrize des jeweils einzelnen Stanzwerkzeugs zu liegen kommt. Werden nun Stempel und Matrizen gegeneinander gedrückt, können die Verbindungselemente sehr rasch und gleichzeitig aus dem Bremsscheibentopf herausgebrochen werden. According to the punching tools are arranged in a star shape around a central axis and approximately equidistant from the central axis, wherein they are arranged around the central axis such that when a brake disc hub of a composite brake disc with at least partially non-positively and / or materially connected to the brake disc hub connecting elements between the punches and dies of the punches are arranged and the punches and dies are moved towards each other, press the punches on the fasteners and press the cutting edges around the fasteners around on the brake disc hub. Such a cutting tool can be constructed so that the entire brake disk pot between the dies and punches of the individual punching tools is arranged and each connecting element between a punch and a die of each individual Punching tool comes to rest. Now stamp and dies pressed against each other, the fasteners can be broken out very quickly and simultaneously from the brake disk pot.
Die Stempel können, z.B. als Federn, oder federnde Hülsen um die Stempel herum ausgebildete Niederhalter aufweisen. Die Matrizen können ebenfalls Niederhalter aufweisen, die beispielsweise Federn aufweisen oder als Federn ausgebildet sind. The stamps may be, e.g. having as spring, or resilient sleeves formed around the stamp around hold-down. The matrices may also have hold-down, for example, have springs or formed as springs.
Die Matrizen können als entlang oder schräg zu ihren Längsachsen aufgeschnittene zylinderförmig oder bogenförmig ausgebildete Formen aus Metall ausgebildet sein, deren Kanten zumindest teilweise, vorzugsweise oberflächengehärtete, Schneidkanten sind. Bogenförmig ausgebildete Formen weisen eine höhere Druckstabilität als geradlinig ausgebildete Formen auf. The dies may be formed as metal or arcuate forms of metal cut along or obliquely to their longitudinal axes, the edges of which are at least partially, preferably surface hardened, cutting edges. Arcuate shapes have a higher pressure stability than rectilinear forms.
Stempel und/oder Matrizen können jeweils auf oder in einem Werkzeughalter, oder als integrierter Bestandteil eines kombinierten, einstückigen Stanzwerkzeuges ausgeführt werden. Stamps and / or dies can each be carried out on or in a tool holder, or as an integral part of a combined, one-piece punching tool.
Stempel und/oder Matrizen können jeweils auf oder in einem Ring, oder als integrierter Bestandteil eines Ringes, also einstückig mit dem Ring, der vorzugsweise aus Metall besteht, beispielsweise aus Stahlguß, radial um die Mittelachse herum angeordnet sein. Stamps and / or dies can each be arranged on or in a ring, or as an integral part of a ring, ie integrally with the ring, which preferably consists of metal, for example made of cast steel, radially around the central axis.
Alternativ dazu können natürlich auch die Stempel verschiebbar auf ersten Schienen und/oder die Matrizen verschiebbar auf zweiten Schienen angeordnet sein. Zum Einstellen eines gleichmäßigen Abstands der Stempel von der Mittelachse und zum Einstellen eines gleichmäßigen Abstands der Matrizen von der Mittelachse können die Stempel und/oder die Matrizen Führungsstifte aufweisen, mit denen sie jeweils entlang ihrer Schienen bewegbar sind. Die Führungsstifte können beispielsweise in Langlöchern, die in den Schienen angeordnet sind, bewegbar angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Schienen dabei so angeordnet, daß die Stempel und/oder die Matrizen entlang radial zur Mittelachse ausgerichteter Verschiebungswege auf ihren Schienen verschiebbar sind. Alternatively, of course, the stamp can be slidably mounted on first rails and / or the matrices displaceable on second rails. To set a uniform distance of the punches from the central axis and to set a uniform distance of the dies from the central axis, the punches and / or the dies may have guide pins with which they are respectively movable along their rails. The guide pins may, for example, be movably arranged in oblong holes which are arranged in the rails. Preferably, the rails are arranged so that the punches and / or the matrices are displaceable along their rails radially along the center axis aligned displacement paths.
Damit mehrere Stempel und mehrere Matrizen gleichzeitig verschoben werden können, kann das Trennwerkzeug eine erste Platte und eine zweite Platte mit jeweils, vorzugsweise spiralförmig verlaufenden, Führungsnuten oder Ausnehmungen aufweisen, wobei die beiden Platten senkrecht zur gleichen Mittelachse und um die Mittelachse relativ zu den ersten und zweiten Schienen drehbar angeordnet sind, und die Führungsstifte der Stempel in die Führungsnuten und Ausnehmungen der ersten Platte, und die Führungsstifte der Matrizen in die Führungsnuten oder Ausnehmungen der zweiten Platte eingreifen. In order that a plurality of punches and a plurality of dies can be moved simultaneously, the cutting tool can have a first plate and a second plate, each with, preferably helically extending, guide grooves or recesses, wherein the two plates perpendicular to the same central axis and about the central axis relative to the first and second rails are rotatably disposed, and engage the guide pins of the punch in the guide grooves and recesses of the first plate, and the guide pins of the dies in the guide grooves or recesses of the second plate.
Das Trennwerkzeug weist in diesem Fall somit eine erste, und eine zweite Platte auf, mit jeweils darauf angeordneten, vorzugsweise spiralförmig verlaufenden, Führungsnuten oder Ausnehmungen, wobei die beiden Platten senkrecht zur Mittelachse, und um die Mittelachse relativ zu den ersten und zweiten Schienen drehbar sind. Dabei greifen Führungsstifte der Stempel in Führungsnuten oder Ausnehmungen der ersten Platte ein, und es greifen Führungsstifte der Matrizen in Führungsnuten oder Ausnehmungen der zweiten Platte ein. Die spiralförmig angeordneten Führungsnuten oder Ausnehmungen verlaufen vorzugsweise so, daß wenn die erste Platte relativ zu den ersten Schienen gedreht wird, die Führungsstifte der Stempel entlang ihren jeweils ersten Schienen synchron miteinander so bewegt werden, daß sie zur Mittelachse gleich beabstandet bleiben. Wird die zweite Platte relativ zu den zweiten Schienen gedreht, werden die Führungsstifte der Matrizen entlang ihrer jeweils zweiten Schienen synchron miteinander so bewegt, daß sie zur Mittelachse gleich beabstandet bleiben. Dies ermöglicht ein rasches Einstellen des Trennwerkzeugs auf Bremsscheibentöpfe mit unterschiedlichen Durchmessern. The cutting tool in this case thus comprises a first and a second plate, each having arranged thereon, preferably helically extending guide grooves or recesses, wherein the two plates are rotatable perpendicular to the central axis, and about the central axis relative to the first and second rails , In this case, guide pins of the punches engage in guide grooves or recesses of the first plate, and guide pins of the dies engage in guide grooves or recesses of the second plate. The helically arranged guide grooves or recesses are preferably such that when the first plate is rotated relative to the first rails, the guide pins of the dies are moved along their respective first rails in synchronism with each other so as to remain equidistant from the central axis. When the second plate is rotated relative to the second rails, the guide pins of the dies are moved along their respective second rails in synchronism with each other so as to remain equidistant from the central axis. This allows a quick adjustment of the cutting tool on brake disc pots with different diameters.
Ein derartiges Trennwerkzeug ermöglicht ein Trennen von wenigstens teilweise kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem, vorzugsweise aus Aluminium bestehenden, Bremsscheibentopf verbundenen Verbindungselementen von dem Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe, bei dem gleichzeitig sämtliche Verbindungselemente von dem Bremsscheibentopf getrennt werden, wobei die Ausbeute an sortenreinem Material maximiert und die Zeit zum Trennen minimiert wird. Such a cutting tool allows a separation of at least partially non-positively and / or materially connected to one, preferably made of aluminum, brake disc hub connecting elements of the brake disc hub of a composite brake disc, in which all fasteners are separated from the brake disc hub, while maximizing the yield of unmixed material and the time to disconnect is minimized.
Erfindungsgemäß wird zunächst der Bremsscheibentopf einer Verbundbremsscheibe mit den mit ihm verbundenen Verbindungselementen zwischen den Stempeln und den Matrizen der Stanzwerkzeuge so angeordnet, daß, wenn die Stempel und die Matrizen aufeinander zubewegt werden, die Stempel auf die Verbindungselemente drücken und die Schneidkanten außerhalb des und zumindest teilweise um das Verbindungselemente herum auf den Bremsscheibentopf drücken. Dann werden die Stempel und die Matrizen aufeinander zubewegt, bis die Stempel und die Matrizen den Bremsscheibentopf und/oder die Verbindungselemente berühren. Dann werden die Stempel und/oder die Matrizen auf den Bremsscheibentopf gepresst, sodaß die Verbindungselemente aus dem Bremsscheibentopf herausgebrochen werden. According to the invention, the brake disk pot of a composite brake disk with the connecting elements connected between the punches and the dies of the punching tools is first arranged so that when the punches and the dies are moved toward each other, the punches press on the connecting elements and the cutting edges outside and at least partially Press the fastener around onto the brake disc hub. Then, the punches and the dies are moved towards each other until the punches and the dies touch the brake disk pot and / or the connecting elements. Then, the punches and / or the dies are pressed onto the brake disk pot, so that the connecting elements are broken out of the brake disk chamber.
Besonders effektiv ist dieses Verfahren, wenn die Verbindungselemente aus einem Material bestehen, dessen Härte höher ist, als die Härte des Bremsscheibentopfs, wenn also beispielsweise der Bremsscheibentopf aus Aluminium besteht und die Verbindungselemente aus Edelstahl. Die Verbindungselemente können dann mit geringerem Pressdruck aus dem Bremsscheibentopf herausgebrochen werden. This method is particularly effective when the fasteners are made of a material whose hardness is higher than the hardness the brake disk hub, so if, for example, the brake disk hub made of aluminum and the fasteners made of stainless steel. The fasteners can then be broken with less pressure from the brake disc hub.
Um den aufzuwendenden Pressdruck weiter zu verringern, kann es zweckmäßig sein, die Schneidkanten der Matrizen vor oder während dem Pressen zumindest lokal zu erhitzen oder abzukühlen. Dadurch kann beispielsweise die Härte bestimmter Materialien lokal herabgesetzt, und die aufzuwendenden Abscherkräfte können verringert werden. In order to further reduce the pressure to be applied, it may be expedient to heat or cool the cutting edges of the dies at least locally before or during pressing. As a result, for example, the hardness of certain materials can be reduced locally, and the shear forces to be applied can be reduced.
Die Verbindungselemente können aus Metall, beispielsweise aus Edelstahl oder einem Hartmetall, bestehen und als mit dem Bremsscheibentopf vergossene Metallstifte ausgebildet sein. Sie sollten so zwischen den Stempeln und den Matrizen angeordnet werden, daß die Schneidkanten der Matrizen die Verbindungselemente vollständig von dem Bremsscheibentopf abtrennen, wenn die Stempel gegen die Matrizen gedrückt werden und beim Abtrennen der Verbindungselemente von dem Bremsscheibentopf auf die Verbindungselemente drücken. The connecting elements may be made of metal, for example made of stainless steel or a hard metal, and be formed as cast metal with the brake disc pot metal pins. They should be placed between the punches and the dies such that the cutting edges of the dies completely separate the fasteners from the brake disk pot as the punches are pressed against the dies and press on the fasteners as the fasteners separate from the brake disk pot.
Die in der nachfolgenden Beschreibung verwendeten Bezeichnungen, wie oben, unten, links und rechts und Ähnliches beziehen sich auf Ausführungsbeispiele und sollen in keiner Weise einschränkend sein, auch dann nicht, wenn sie sich auf bevorzugte Ausführungsformen beziehen. The terms used in the following description, such as top, bottom, left and right and the like, refer to embodiments and are not intended to be limiting in any way, even if they refer to preferred embodiments.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den nachfolgenden Figuren werden gleiche und gleichwirkende Elemente mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to drawings. In the following figures, the same and equivalent elements are each provided with the same reference numerals. Show it:
Wird nun das Presswerkzeug
Die
Wird nun eine passende Verbundbremsscheibe mit einem Bremsscheibentopf
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Stanzwerkzeug punching tool
- 2 2
- Presse, Presswerkzeug Press, pressing tool
- 4 4
- Stempel stamp
- 6 6
- Matrize, Schneidform Die, cutting shape
- 8 8th
- Werkstoffteil, Bremsscheibentopf Material part, brake disc pot
- 10 10
- Reibring friction ring
- 12 12
- Verbindungsstift, Verbindungselement, Metallstift Connecting pin, connecting element, metal pin
- 14 14
- Stempelhalter punch holder
- 16 16
- Halterarretierung, Arretierung Holder lock, lock
- 18 18
- Schneidkante cutting edge
- 20 20
- Matrizenhalter die holder
- 21 21
- Trennwerkzeug parting tool
- 22 22
- erste Schienen first rails
- 24 24
- erste Platte first plate
- 26 26
- Führungsnuten, Ausnehmungen Guide grooves, recesses
- 28 28
- Verschiebelasche sliding flap
- 28‘ 28 '
- Verschiebelasche sliding flap
- 30 30
- Führungsstift guide pin
- 32 32
- Niederhalter Stripper plate
- 34 34
- zweite Schienen second rails
- 36 36
- zweite Platte second plate
- 38 38
- Befestigungselement fastener
Claims (25)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=57043391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015118851.1A Active DE102015118851B3 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Apparatus and method for separating composite brake discs in material components |
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-
2015
- 2015-11-03 DE DE102015118851.1A patent/DE102015118851B3/en active Active
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