DE102019135337B4 - ALIMINIUM-CERAMIC COMPOSITE BRAKE ASSEMBLY - Google Patents
ALIMINIUM-CERAMIC COMPOSITE BRAKE ASSEMBLY Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019135337B4 DE102019135337B4 DE102019135337.8A DE102019135337A DE102019135337B4 DE 102019135337 B4 DE102019135337 B4 DE 102019135337B4 DE 102019135337 A DE102019135337 A DE 102019135337A DE 102019135337 B4 DE102019135337 B4 DE 102019135337B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- projections
- hub
- rotor
- holes
- covers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/125—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
- F16D65/126—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body the material being of low mechanical strength, e.g. carbon, beryllium; Torque transmitting members therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
- B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
- B60T1/06—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/123—Discs; Drums for disc brakes comprising an annular disc secured to a hub member; Discs characterised by means for mounting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/125—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/128—Discs; Drums for disc brakes characterised by means for cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/78—Features relating to cooling
- F16D65/84—Features relating to cooling for disc brakes
- F16D65/847—Features relating to cooling for disc brakes with open cooling system, e.g. cooled by air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
- F16D2065/1304—Structure
- F16D2065/132—Structure layered
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
- F16D2065/1304—Structure
- F16D2065/1328—Structure internal cavities, e.g. cooling channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
- F16D2065/134—Connection
- F16D2065/1344—Connection permanent, e.g. by casting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
- F16D2065/134—Connection
- F16D2065/1356—Connection interlocking
- F16D2065/136—Connection interlocking with relative movement radially
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
- F16D2065/134—Connection
- F16D2065/1392—Connection elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/0004—Materials; Production methods therefor metallic
- F16D2200/0026—Non-ferro
- F16D2200/003—Light metals, e.g. aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/0034—Materials; Production methods therefor non-metallic
- F16D2200/0039—Ceramics
- F16D2200/0043—Ceramic base, e.g. metal oxides or ceramic binder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/0082—Production methods therefor
- F16D2200/0086—Moulding materials together by application of heat and pressure
Abstract
Bremsbaugruppe (2) umfassend:einen einstückigen Bremsrotor (4) mit einer Drehachse (RA1) und umfassend eine zentrale Öffnung (10) und Vorsprünge (26), die sich radial nach innen in Richtung der Achse (RA1) erstrecken, wobei die Vorsprünge (26) ohne einen inneren Hohlraum ausgebildet sind;eine Nabe (6), die innerhalb der zentralen Öffnung (10) angeordnet ist und Durchgangslöcher (40) umfasst, die um einen Umfang der Nabe (6) beabstandet sind; undAbdeckungen (8), welche auf den Vorsprüngen (26) angeordnet sind;wobei die Vorsprünge (26) in den Durchgangslöchern (40) angeordnet sind, um dadurch den Rotor (4) mit der Nabe (6) zu verbinden;wobei die Vorsprünge (26) sich in Bezug auf die Durchgangslöcher (40) radial bewegen können, ohne den Rotor (4) von der Nabe (6) zu trennen;wobei die Abdeckungen (8) verhindern, dass die Vorsprünge (26) die Nabe (6) berühren,wobei die Abdeckungen (8) Spitzen (32) der Vorsprünge (26) vollständig abdecken, undwobei zwischen den Abdeckungen (8) und den Durchgangslöchern (40) ein Zwischenraum (52) vorgesehen ist, um dadurch eine radiale Bewegung der Abdeckungen (8) und der Vorsprünge (26) in Bezug auf die Durchgangslöcher (40) zu ermöglichen.A brake assembly (2) comprising: a one-piece brake rotor (4) having an axis of rotation (RA1) and comprising a central opening (10) and projections (26) extending radially inward towards the axis (RA1), the projections ( 26) are formed without an internal cavity; a hub (6) disposed within the central opening (10) and including through holes (40) spaced around a circumference of the hub (6); andcovers (8) which are arranged on the projections (26);wherein the projections (26) are arranged in the through holes (40) to thereby connect the rotor (4) to the hub (6);wherein the projections ( 26) can move radially with respect to the through holes (40) without separating the rotor (4) from the hub (6); the covers (8) preventing the projections (26) from touching the hub (6). wherein the covers (8) completely cover tips (32) of the projections (26), and wherein a gap (52) is provided between the covers (8) and the through holes (40) to thereby permit radial movement of the covers (8) and the projections (26) with respect to the through holes (40).
Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Bremsrotoren aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff sind zur Verwendung in Fahrzeugen als Teil eines Scheibenbremsmechanismus bekannt. Im Vergleich zu Bremsrotoren auf Eisenbasis sind Bremsrotoren aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff leichter, wodurch das Gesamtgewicht des Fahrzeugs verringert wird und Einsparungen bei den Kraftstoffkosten erzeugt werden. Jedoch können diese Rotoren aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff nicht an eine Metallnabe geschweißt werden und stellen daher Herausforderungen dar, wenn der Rotor an einer Metallnabe und an einer Achse eines Fahrzeugs angebracht wird.Aluminum-ceramic composite brake rotors are known for use in vehicles as part of a disc brake mechanism. Compared to iron-based brake rotors, aluminum-ceramic composite brake rotors are lighter, reducing overall vehicle weight and generating savings in fuel costs. However, these aluminum-ceramic composite rotors cannot be welded to a metal hub and therefore present challenges when attaching the rotor to a metal hub and axle of a vehicle.
Außerdem erfahren diese Bremsrotoren aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff eine gewisse Wärmeausdehnung aufgrund der Wärme, die aus der Reibung während eines Bremsvorgangs erzeugt wird. Diese Wärme verursacht, dass die Rotoren aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff sich mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit/Menge als die Metallnabe ausdehnen und zusammenziehen, aufgrund von Unterschieden in den Koeffizienten der thermischen Ausdehnung der beiden Materialien. Der Unterschied in der Wärmeausdehnung kann auch daraus resultieren, dass die Nabe während der Bremsvorgänge nicht der gleichen Wärmemenge wie die Rotoren ausgesetzt wird, da die Nabe während der Bremsvorgänge keine Reibung erfährt. Solch ein Unterschied in der Ausdehnung zwischen den Rotoren aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff und den Metallnaben muss beim Verbinden der beiden Bauteile berücksichtigt werden, was eine weitere Herausforderung bei der Verwendung von Rotoren aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff darstellt.Also, these aluminum-ceramic composite brake rotors experience some thermal expansion due to the heat generated from friction during a braking operation. This heat causes the aluminum-ceramic composite rotors to expand and contract at a different rate/rate than the metal hub due to differences in the coefficients of thermal expansion of the two materials. The difference in thermal expansion can also result from the hub not being exposed to the same amount of heat as the rotors during braking events since the hub does not experience friction during braking events. Such a difference in expansion between the aluminum-ceramic composite rotors and the metal hubs must be taken into account when joining the two components, which is another challenge when using aluminum-ceramic composite rotors.
Aus der
Aus der
Aus der
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsbaugruppe mit einem einstückigen Bremsrotor und einer Nabe, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bremsbaugruppe bereitzustellen, welche Bremsbaugruppe auch bei erhöhten Temperaturen des Bremsrotors eine zuverlässige Verbindung des Bremsrotors mit der Nabe ermöglicht.The object of the present invention is to provide a brake assembly with a one-piece brake rotor and a hub, and a method for producing such a brake assembly, which brake assembly enables a reliable connection of the brake rotor to the hub even at elevated temperatures of the brake rotor.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 15 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a brake assembly having the features of
Figurenlistecharacter list
-
1 eine perspektivische Innenansicht eines Bremsrotors gemäß dem Stand der Technik.1 12 is an internal perspective view of a prior art brake rotor. -
2 eine perspektivische Innenansicht einer Nabe gemäß dem Stand der Technik.2 Figure 12 is an internal perspective view of a prior art hub. -
3 ist eine perspektivische Innenansicht einer Bremsbaugruppe, die den Bremsrotor von1 und die Nabe von2 gemäß dem Stand der Technik umfasst.3 14 is an internal perspective view of a brake assembly incorporating the brake rotor of FIG1 and the hub of2 according to the state of the art. -
4 eine perspektivische Innenansicht von Abdeckungen gemäß der vorliegenden Erfindung.4 Figure 14 is an interior perspective view of covers according to the present invention. -
5 ist eine perspektivische Innenansicht eines Bremsrotors, der die Abdeckungen von4 gemäß dem der vorliegenden Erfindung umfasst.5 12 is an internal perspective view of a brake rotor incorporating the covers of FIG4 according to that of the present invention. -
6 ist eine perspektivische Innenansicht einer Bremsbaugruppe, die den Bremsrotor von5 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.6 14 is an internal perspective view of a brake assembly incorporating the brake rotor of FIG5 according to the present invention. -
7 ist eine Querschnittsansicht der nicht zur Erfindung gehörenden Bremsbaugruppe von3 entlang der Linie 7-7.7 12 is a cross-sectional view of the brake assembly of FIG3 along line 7-7. -
8 ist eine Querschnittsansicht der Bremsbaugruppe von6 entlang der Linie 8-8. 12 is a cross-sectional view of the brake assembly of FIG8th 6 along line 8-8. -
9 ist eine Querschnittsansicht einer Bremsbaugruppe gemäß dem Stand der Technik.9 Figure 12 is a cross-sectional view of a prior art brake assembly. -
10 ist eine Querschnittsansicht einer Bremsbaugruppe gemäß dem Stand der Technik.10 Figure 12 is a cross-sectional view of a prior art brake assembly.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Eine Bremsbaugruppe umfasst einen Rotor und eine Nabe. Der Rotor umfasst eine Vielzahl von Vorsprüngen, die sich in Durchgangslöcher in der Nabe erstrecken. Diese Durchgangslöcher greifen in die Vorsprünge so ein, dass ein Entfernen des Rotors von der Nabe verhindert wird, aber eine thermische Ausdehnung des Rotors (radial nach innen) möglich ist, wenn der Rotor in Betrieb ist und erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist.A brake assembly includes a rotor and a hub. The rotor includes a plurality of protrusions that extend into through holes in the hub. These through holes engage the bosses in a manner that prevents removal of the rotor from the hub but allows thermal expansion of the rotor (radially inward) when the rotor is in service and exposed to elevated temperatures.
Bezugnehmend auf die
Die Bremsbaugruppe 2 kann in einem Fahrzeug als Teil eines Scheibenbremsmechanismus enthalten sein, der ferner Bremssattel umfassen kann, die ein Paar Bremsklötze gegen den Rotor 4 während Bremsvorgängen drücken, um das Fahrzeug zu verlangsamen oder zu stoppen. Die Bremsbaugruppe 2 kann in jeder Art von Fahrzeug enthalten sein und an einer Drehwelle wie etwa einer Spindel oder Achse oder einem Rad des Fahrzeugs angebracht sein, um die Drehung der Welle oder des Rads zu hemmen.The
Der Bremsrotor 4 kann eine einstückige Einheit sein oder kann eine Mehrkomponentenbaugruppe sein. Der Rotor 4 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, wie beispielsweise Grauguss, Aluminium, Magnesium oder Legierungen oder Verbundwerkstoffen, einschließlich Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff (englisch: Aluminum Ceramic Composite, „ACC“, auch bekannt als Aluminium-MetallMatrix-Verbundwerkstoff oder Aluminium-MMC) und dergleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rotor 4 aus einem ACC in einem Sandformgussverfahren gebildet und ist eine einstückig ausgebildete Einheit. Veranschaulichende ACCs und Verfahren zum Bilden von ACCs, die für den Rotor 4 verwendet werden können, sind im
Der Rotor 4 umfasst eine zentrale Öffnung 10, die so bemessen ist, dass sie die Nabe 6 aufnimmt, wie in den
Der Rotor 4 umfasst eine erste Reibungsplatte 14, eine zweite Reibungsplatte 16, die von der ersten Reibungsplatte 14 durch einen Spalt 18 getrennt ist, und Adern 20 in dem Spalt 18, die die beiden Reibungsplatten 14, 16 in einer beabstandeten Konfiguration verbinden. Die zentrale Öffnung 10 erstreckt sich durch die beiden Reibungsplatten 14, 16. Die zwei Platten 14, 16 stellen jeweilige Bremsflächen 22, 24 bereit, an denen die Bremsklötze angreifen, wenn sie während eines Bremsvorgangs durch Bremssättel zusammengedrückt werden, um eine Drehung des Rotors 4 zu hemmen. Während eines Bremsvorgangs bewirkt die Reibung zwischen den Bremsklötzen und den Oberflächen 22, 24, dass sich der Rotor 4 aufheizt. Der Spalt 18 erlaubt eine Zirkulation von Luft zwischen den beiden Platten 14, 16 zum Ableiten der erzeugten Wärme, um dadurch den Rotor 4 während und nach der Bremsung zu kühlen.The
Der Rotor 4 umfasst Vorsprünge 26 zum Eingriff in die Nabe 6. Die zentrale Öffnung 10 definiert eine radial nach innen weisende Oberfläche 28 auf der zweiten Reibungsplatte 16, und die Vorsprünge 26 können sich radial nach innen von der Oberfläche 28 der zweiten Platte 16 und in Richtung der Achse RA1 erstrecken. Wie hierin verwendet, bedeutet „radial“ und verwandte Ausdrücke ein Abweichen in Linien von der Rotationsachse RA1 (oder den Rotationsachsen RA2 und RA3, die hierin ausführlicher erörtert werden) in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse. Alternativ können sich die Vorsprünge 26 stattdessen von der ersten Reibungsplatte 14 erstrecken. Die Vorsprünge 26 erstrecken sich nur von einer der beiden Reibungsplatten 14, 16. Wie in den Figuren gezeigt ist, umfasst der Rotor 4 zehn identische Vorsprünge 26, die gleichmäßig um die radial nach innen weisende Oberfläche 28 der zweiten Reibungsplatte 16 beabstandet sind. Dies ist jedoch nicht erforderlich und es können mehr oder weniger und unterschiedliche Vorsprünge 26 verwendet werden und/oder die Vorsprünge 26 können um die radial nach innen weisende Oberfläche 28 unterschiedlich (z. B. zufällig) beabstandet sein.The
Wie am besten in den
Die Vorsprünge umfassen jeweils eine Basis 30 an einem Ende in Kontakt mit der radial nach innen weisenden Oberfläche 28 der zweiten Reibungsplatte 16, und eine Spitze 32 an dem anderen Ende und im Eingriff mit der Nabe 6Gemäß der Erfindung sind die Spitzen 32 der Vorsprünge 26 durch die Abdeckungen 8 (
Die Abdeckungen 8 können aus einem auf Eisen basierenden Werkstoff, wie beispielsweise Stahl, bestehen. Die Aluminiumkomponente in der ACC in den Vorsprüngen 26 kann während eines Bremsvorgangs heiß genug werden, um zu erweichen oder zu schmelzen. Die Nabe 6 umfasst auch Aluminium, und somit kann erwärmtes Aluminium in den Vorsprüngen 26 beginnen, an Abschnitten der Nabe 6 zu haften, die von den Vorsprüngen 26 berührt werden. Wärme von den Vorsprüngen 26 kann auch auf das Aluminium in der Nabe 6 übertragen werden, und die Vorsprünge 26 können daher weiter mit der Nabe 6 verschmelzen, verkleben oder anderweitig daran haften. Die Abdeckungen 8, die aus eisenbasiertem Material hergestellt sind, können eine höhere Erweichungs-/Schmelztemperatur als das Aluminium in dem ACC-Material aufweisen, wodurch ein solches Verschmelzen, Kleben oder Anhaften zwischen der Nabe 6 und den Vorsprüngen 26 verhindert werden kann. Die Abdeckungen 8 können andere Materialien, einschließlich Metalle, Legierungen, Keramiken, Verbundwerkstoffe usw. umfassen, die einen höheren Schmelz-/Erweichungspunkt als Aluminium aufweisen.The
Die Abdeckungen 8 können über den Spitzen 32 angeordnet werden, nachdem der Rotor 4 ausgebildet worden ist. Dieses Anwendungsverfahren kann durch einen beliebigen Prozess durchgeführt werden, einschließlich beispielsweise Gießen, Tauchen, Sprühen, elektrostatisches Abscheiden, thermisches Sprühen, Streichen, Walzenbeschichten, Fluten usw. Die Abdeckungen 8 können alternativ als eigenständige Komponenten in der Form eines Kastens (z. B.
Die Nabe 6 ist in der zentralen Öffnung 10 des Rotors 4 angeordnet und weist selbst ein zentrales Loch 36 auf, durch das beispielsweise eine Fahrzeugachse eingeführt werden kann. Die Nabe 6 kann ferner zusätzliche Löcher 38 aufweisen, durch die Gewindebolzen zum Befestigen der Nabe 6 an einem Fahrzeug eingeführt werden können. Die Nabe 6 hat eine Drehachse RA2, um die sich die Nabe 6 dreht, wenn die Bremsbaugruppe 2 an einer sich drehenden Fahrzeugachse oder einem rotierenden Fahrzeugrad montiert ist. Das zentrale Loch 36 ist auf der Drehachse RA2 zentriert. Wenn die Nabe 6 in der zentralen Öffnung 10 des Rotors 4 angeordnet und mit dem Rotor 4 verbunden ist, kann die Rotationsachse RA2 kollinear zur Rotationsachse RA1 des Rotors 4 sein, die beide kollinear zu einer Rotationsachse RA3 der Bremsbaugruppe 2 sind. In dieser Hinsicht schließt die Bremsbaugruppe 2 die Drehachse RA3 ein, um die sich die Bremsbaugruppe 2 dreht, wenn die Bremsbaugruppe 2 an einer rotierenden Fahrzeugachse oder einem rotierenden Rad montiert ist. Die Drehachse RA1 und die Drehachse RA2 entsprechen der Drehachse RA3 (d. h. sind kollinear zu dieser), wenn der Rotor 4 und die Nabe 6 verbunden sind, um die Bremsbaugruppe 2 zu bilden.The
Die Nabe 6 kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein, wie beispielsweise Grauguss, Aluminium, Magnesium oder Legierungen oder Verbundmaterialien. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Nabe 6 aus einem Aluminiummaterial gegossen, beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder einem Aluminiummetall. Die Nabe 6 kann gegossen werden, indem der Rotor 4 zusammen mit einem Sandkern in eine Form eingeführt wird und ein geschmolzenes Aluminiummaterial in die Form geliefert wird. Das Aluminiummaterial wird verfestigt, um die Nabe 6 zu bilden, die dadurch mit dem Rotor 4 verbunden wird, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird.The
Die Nabe 6 schließt Durchgangslöcher 40 ein, die um einen Umfang der Nabe 6 beabstandet sind und die mit den Vorsprüngen 26 zusammenpassen, um die Nabe 6 und den Rotor 4 aneinander zu befestigen. Die Durchgangslöcher 40 sind in einem Rand 42 angeordnet, der sich um einen Umfang der Nabe 6 erstreckt. Die Durchgangslöcher 40 sind in einer beabstandeten Konfiguration auf dem Rand 42 angeordnet, um sich radial mit den Vorsprüngen 26 auf dem Rotor 4 zum Eingriff mit den Vorsprüngen 26 auszurichten. Der Rand 42 schließt eine radial nach innen weisende Seite 44 und eine radial nach außen weisende Seite 46 ein, und die Durchgangslöcher 40 erstrecken sich vollständig durch den Rand 42 von der radial nach innen weisenden Seite 44 zur radial nach außen weisenden Seite 46. Eine Richtung jedes der Durchgangslöcher 40 ist die Richtung, in der sich jedes durch den Rand 42 zwischen der radial nach innen weisenden Seite 44 und der radial nach außen weisenden Seite 46 erstreckt, und nicht die Durchgangslöcher 40, die sich in einer axialen Richtung erstrecken. Die Richtung von jedem der Durchgangslöcher 40 kann senkrecht zu der radial nach innen gerichteten Seite 44 und zu der radial nach außen gerichteten Seite 46 sein und kann radial zu der Rotationsachse RA2 in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse RA2 sein.
Eine innere Kante 48 des Randes 42 kann durchgehend sein, d. h. flach (
Wenn die Nabe 6 und der Rotor 4 verbunden sind, z. B. durch Gießen der Nabe 4, um in der zentralen Öffnung 10 des Rotors 4 angeordnet zu sein, sind die Vorsprünge 26 am Rotor 4 zumindest teilweise in den Durchgangslöchern 40 angeordnet, um den Rotor 4 mit der Nabe 6 zu verbinden. Die Vorsprünge 26 erstrecken sich durch die Durchgangslöcher 40 von der radialen äußeren Seite der Durchgangslöcher 40 in Richtung der Drehachse RA3.When the
Die Vorsprünge 26 (mit oder ohne Abdeckungen 8) und Durchgangslöcher 40 können fest aneinander anliegen oder auch nicht, und die Vorsprünge 26 können sich in Bezug auf die Durchgangslöcher 40 radial bewegen, ohne den Rotor 4 von der Nabe 6 zu trennen. Mit anderen Worten muss das Zusammenpassen der Vorsprünge 26 und der Durchgangslöcher 40 nicht aus einer festen Verbindung zwischen den Vorsprüngen 26 und den Durchgangslöchern 40 resultieren. Stattdessen kann die Verbindung zwischen den Vorsprüngen 26 und den Durchgangslöchern 40 eine gewisse radiale Bewegung der Vorsprünge 26 relativ zu den Durchgangslöchern 40 ermöglichen. Die Querschnittsgrößen der Vorsprünge 26 (oder der Abdeckungen 8, falls enthalten) können geringfügig kleiner sein als die der Durchgangslöcher 40, um einen Zwischenraum 52 zwischen den Vorsprüngen 26 (oder den Abdeckungen 8, falls enthalten) bereitzustellen, z. B. wie in
Die beispielhafte Bremsbaugruppe 2 ist in praktischen Anwendungen hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen ausgesetzt, wobei die thermischen Beanspruchungen im Allgemeinen proportional zur Temperatur zunehmen. Da der Rotor 4 während eines Bremsvorgangs direkter Reibungswärme ausgesetzt ist und sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Aluminiumnabe 6 und des ACC-Rotors 4 erheblich unterscheiden, kann sich der Rotor 4 schneller ausdehnen als die Nabe 6. Daher ermöglicht die lose Verbindung und der Zwischenraum 52 zwischen den Vorsprüngen 26 und den Durchgangslöchern 40 eine Wärmeausdehnung des Rotors 4 beim Erhitzen. Daher können die thermischen Spannungen des Rotors 4 im Vergleich zu bekannten Konstruktionen verringert werden, wenn die Temperatur erhöht oder erniedrigt wird.The
Die Vorsprünge 26 können sich teilweise durch die Durchgangslöcher 40 erstrecken, sodass sich die Spitzen 32 der Vorsprünge 26 nicht radial innerhalb der radial nach innen weisenden Seite des Randes 42 erstrecken; oder die Vorsprünge 26 können sich vollständig durch den Rand 42 erstrecken, sodass sich die Spitzen 32 der Vorsprünge 26 radial innerhalb der radial nach innen weisenden Seite des Randes 42 erstrecken. Während des Erhitzens und anschließenden Abkühlens können sich die Vorsprünge 26 in radialer Richtung ausdehnen und zusammenziehen, sodass sich die Spitzen 32 zwischen diesen beiden Positionen befinden. Die Nabe 6 ist in Bezug auf den Rotor 4 so bemessen, dass sich die Vorsprünge 26 nicht aufgrund der Abkühlung dergestalt zusammenziehen können, dass alle Vorsprünge 26 vollständig aus den Durchgangslöchern 40 entfernt werden. Das heißt, die Spitzen 32 der Vorsprünge 26 sind immer radial innerhalb der radial nach außen weisenden Seite 46 des Randes 42 angeordnet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass jeder der Vorsprünge 26 aus dem entsprechenden Durchgangsloch 40 entfernt wird, und zwar aufgrund der Verbindungen, die zwischen den anderen Vorsprüngen 26 und ihren entsprechenden Durchgangslöchern 40 ausgebildet sind. Wenn die Abdeckungen 8 auf den Vorsprüngen 26 enthalten sind, können die Abdeckungen 8 zusätzlich ein Haltemerkmal (z. B. Lippen 12) aufweisen, das deren Entfernung aus den Durchgangslöchern 40 verhindert.The
Die Bremsbaugruppe 2 kann Bohrungen 54 einschließen, die wie dargestellt zwischen den Vorsprüngen 26 und dem Rand 42 ausgebildet sind. Diese Bohrungen 54 können sich in axialer Richtung durch die Bremsbaugruppe 2 erstrecken und Luft durch diese strömen lassen oder dazu beitragen, dass Luft durch den Spalt 18 strömt, um die Bremsbaugruppe 2 einschließlich des Rotors 4 zu kühlen.The
Ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsbaugruppe 2 umfasst das Bereitstellen des Rotors 4 aus Aluminium-Keramik-Verbundwerkstoff, der durch Gießen eines ACC-Materials gebildet werden kann. Der Rotor 4 wird zusammen mit einem Sandkern in eine Form gegeben. Geschmolzenes Aluminium oder eine Aluminiumlegierung kann in die Form eingeführt und verfestigt werden, um die Nabe 6 zu bilden, die innerhalb der zentralen Öffnung 10 des Rotors 4 angeordnet ist und die Durchgangslöcher 40 einschließt. Die Vorsprünge 26 sind in den Durchgangslöchern 40 angeordnet, um dadurch den Rotor 4 mit der Nabe 6 zu verbinden.A method of manufacturing a
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst das Anordnen von Abdeckungen 8 (z. B. auf Eisen basierende Abdeckungen) auf den Vorsprüngen 26, welche Abdeckungen 8 verhindern, dass die Vorsprünge 26 die Nabe 6 berühren.The method according to the invention comprises placing covers 8 (e.g. iron-based covers) on the
Es versteht sich, dass verschiedene der oben offenbarten und anderen Merkmale und Funktionen, oder Alternativen oder Varianten davon, vorzugsweise in viele andere unterschiedliche Systeme oder Anwendungen kombiniert werden können, solange die Kombinationen von dem in den Ansprüchen angegebenen Schutzbereich umfasst sind. Auch können verschiedene derzeit unvorhergesehene oder unerwartete Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen daran nachfolgend von Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik vorgenommen werden, solange sie von dem in den Ansprüchen angegebenen Schutzbereich umfasst sind.It is understood that various of the features and functions disclosed above and others, or alternatives or variants thereof, can preferably be combined into many other different systems or applications, as long as the combinations are encompassed by the scope of protection given in the claims. Also, various presently unforeseen or unexpected alternatives, modifications, variations, or improvements thereto may be made hereinafter by those skilled in the art, so long as they come within the scope of protection set forth in the claims.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862786092P | 2018-12-28 | 2018-12-28 | |
US62/786,092 | 2018-12-28 | ||
US16/264,352 | 2019-01-31 | ||
US16/264,352 US11187290B2 (en) | 2018-12-28 | 2019-01-31 | Aluminum ceramic composite brake assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019135337A1 DE102019135337A1 (en) | 2020-07-02 |
DE102019135337B4 true DE102019135337B4 (en) | 2023-06-22 |
Family
ID=71079753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019135337.8A Active DE102019135337B4 (en) | 2018-12-28 | 2019-12-19 | ALIMINIUM-CERAMIC COMPOSITE BRAKE ASSEMBLY |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111379801B (en) |
DE (1) | DE102019135337B4 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19859840A1 (en) | 1998-12-23 | 2000-07-13 | Daimler Chrysler Ag | Brake unit |
US7267882B2 (en) | 2002-07-24 | 2007-09-11 | Rmg Technologies, Inc. | Ceramic/metal material and method for making same |
DE102007001567A1 (en) | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Brake disc for a disc brake |
DE102009013358A1 (en) | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft | Brake disk for vehicle, has friction ring with opening, and pot molded at friction ring, where friction ring is provided with two ring elements with front ends connected with each other by bar that is projected into opening |
DE102010026070A1 (en) | 2009-07-06 | 2011-01-13 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | As a cast part formed brake disc |
FR3028904A1 (en) | 2014-11-25 | 2016-05-27 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | DISC BRAKE DEVICE HAVING A DISC CONNECTED TO A HUB WITH INTERMEDIATE FRICTION PIECES |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT230648Y1 (en) * | 1993-10-18 | 1999-06-09 | Brembo Spa | DISC OF A DISC BRAKE FOR VEHICLES IN GENERAL AND FOR HIGH PERFORMANCE VEHICLES IN PARTICULAR |
JPH08303492A (en) * | 1995-04-28 | 1996-11-19 | Suzuki Motor Corp | Drum brake |
US7975750B2 (en) * | 2004-10-08 | 2011-07-12 | GM Global Technology Operations LLC | Coulomb friction damped disc brake rotors |
ITBS20070067A1 (en) * | 2007-05-03 | 2008-11-04 | Freni Brembo Spa | VENTILATED BRAKE DISC |
EP2286106B1 (en) * | 2008-05-08 | 2017-09-27 | Rassini Frenos, S.A. De C.V. | Composite brake disc |
DE102008033742B4 (en) * | 2008-07-18 | 2010-08-26 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Wave brake disk, in particular for a rail vehicle |
DE102012205410B4 (en) * | 2012-04-03 | 2016-03-17 | Saf-Holland Gmbh | Brake disc arrangement for disc brakes |
KR20140058120A (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-14 | 현대자동차주식회사 | Brake disk for vehicle |
DE102013000204A1 (en) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Wabco Gmbh | Sensor device for measuring speed on a wheel of a vehicle, brake system for a vehicle and vehicle therewith and use of the sensor device for measuring speed on a wheel of a vehicle |
EP3169911B1 (en) * | 2014-07-17 | 2019-11-20 | Freni Brembo S.p.A. | A brake disc and the manufacturing method thereof |
EP3184672B1 (en) * | 2015-12-23 | 2018-10-24 | Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes S.p.A. | Process for manufacturing a disc for disc brakes |
US10619689B2 (en) * | 2016-12-12 | 2020-04-14 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Ventilated brake disc |
CN207161578U (en) * | 2017-09-07 | 2018-03-30 | 克诺尔车辆设备(苏州)有限公司 | A kind of anti-damascene type brake disc |
-
2019
- 2019-12-19 DE DE102019135337.8A patent/DE102019135337B4/en active Active
- 2019-12-20 CN CN201911326150.0A patent/CN111379801B/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19859840A1 (en) | 1998-12-23 | 2000-07-13 | Daimler Chrysler Ag | Brake unit |
US7267882B2 (en) | 2002-07-24 | 2007-09-11 | Rmg Technologies, Inc. | Ceramic/metal material and method for making same |
DE102007001567A1 (en) | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Brake disc for a disc brake |
DE102009013358A1 (en) | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft | Brake disk for vehicle, has friction ring with opening, and pot molded at friction ring, where friction ring is provided with two ring elements with front ends connected with each other by bar that is projected into opening |
DE102010026070A1 (en) | 2009-07-06 | 2011-01-13 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | As a cast part formed brake disc |
FR3028904A1 (en) | 2014-11-25 | 2016-05-27 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | DISC BRAKE DEVICE HAVING A DISC CONNECTED TO A HUB WITH INTERMEDIATE FRICTION PIECES |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111379801B (en) | 2021-12-31 |
CN111379801A (en) | 2020-07-07 |
DE102019135337A1 (en) | 2020-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0941420B1 (en) | Composite cast brake elements, such as brake drum, brake disk or the like, and composite casting process for brake elements | |
EP1972823B1 (en) | Brake disc for a disc brake of a vehicle and method for manufacturing such a brake disk | |
DE102008044339B4 (en) | Brake disc arrangement for disc brakes | |
DE102014106282B4 (en) | Brake rotor and method of manufacturing a brake rotor | |
DE4430957A1 (en) | Brake caliper for disc brake | |
EP3033540A1 (en) | Brake disc for a vehicle | |
DE102007061954A1 (en) | Brake disc and method for its production | |
DE102019114697A1 (en) | COMPOSITE METAL FLEX PLATE | |
DE4418889A1 (en) | Brake disc brake drum arrangement in composite construction for motor vehicles | |
EP2263813B1 (en) | Method for manufacturing a brake disc and brake disc produced according to the method | |
DE102017220680B4 (en) | Solid brake disc and manufacturing process for the same | |
EP0636217B1 (en) | Process for producing a brake disc for a disc brake | |
EP2402625B1 (en) | Compound brake disc and method for its manufacture | |
EP1128083B1 (en) | Method for manufacturing a brake disc | |
DE102019135337B4 (en) | ALIMINIUM-CERAMIC COMPOSITE BRAKE ASSEMBLY | |
DE19918667B4 (en) | brake disc | |
DE112017001819T5 (en) | Overmoulded differential outer wheel | |
DE102009013964B4 (en) | brake disc | |
EP2519756B1 (en) | Brake calliper for a vehicle brake system and method and device for producing a brake calliper | |
EP3966468B1 (en) | Vehicle brake disc | |
WO2017186867A1 (en) | Brake disc for a vehicle | |
EP1063442A2 (en) | Brake disc for a disc brake | |
EP3638918B1 (en) | Friction ring element, friction ring set for arranging on the wheel web of a track wheel, and track wheel brake | |
DE102020202620A1 (en) | Integrated position element and suspension support module as well as method for manufacturing the same | |
WO2020156920A1 (en) | Method for producing a cast vehicle wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |