DE102021210948A1

DE102021210948A1 - Motor vehicle composite brake drum for a motor vehicle wheel brake and manufacturing method therefor

Info

Publication number: DE102021210948A1
Application number: DE102021210948.9A
Authority: DE
Inventors: Verena Freund; Manfred Rüffer; Ahmed Sefo; Matthias Schulitz; Adrian Messner; Martin Gädke; Jens Hoffmann
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-10-01
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-04-07
Also published as: DE102021210976A1; WO2022069004A1; DE102021210971A1

Abstract

Eine mehrstückig fix zusammengefügt gebaute Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 umfasst mehrere Teile aus unterschiedlichen Werkstoffen nämlich insbesondere umfassend mindestens eine Bodenkomponente 2 als Nabenschnittstelle sowie mindestens eine Reibringkomponente 4 als Reibpartner für mindestens einen Reibbelag 6.Es besteht das Aufgabenkollektiv, eine besonders stabil und dennoch rationell weiterentwickelt verbesserte Fertigung flexibel und gewichtseffizient sowie bei vertretbarem Aufwand ressourcenschonend zu ermöglichen.Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Bodenkomponente (2) als Napf mit Boden und Zarge gebildet ist, und wobei die Zarge gesondert über wenigstens einen Nockenvorsprung (21) verfügt, der zur Drehmomentübertragung zwischen Bodenkomponente und Reibringkomponente in eine Kavität (22) der Reibringkomponente (4) formschlüssig eingreift, oder umgekehrt.A motor vehicle composite brake drum 1 built in several pieces and fixed together comprises several parts made of different materials, namely in particular comprising at least one base component 2 as a hub interface and at least one friction ring component 4 as a friction partner for at least one friction lining 6. The task group consists of a particularly stable and yet rationally further developed, improved production flexible and weight-efficient as well as resource-saving at a reasonable cost.According to the invention, it is proposed that the base component (2) is formed as a bowl with base and frame, and the frame separately has at least one cam projection (21) which is used to transmit torque between the base component and the friction ring component positively engages in a cavity (22) of the friction ring component (4), or vice versa.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1, für eine Kraftfahrzeugradbremse, welche mehrstückig in Mehrwerkstofftechnologie (bspw. Stahl-/Leitbauwerkstoffpaarung - das heißt durch Komponentenpaarung aus differierenden Werkstoffen) aufgebaut erhalten ist. Eine mehrstückig zusammengesetzt aufgebauter Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 ist ein ungefedert applizierter Massebestandteil einer Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugfahrwerks aus mindestens zwei oder mehr Komponenten fest zusammengefügt, und umfasst zumindest eine Bodenkomponente 2 als Schnittstelle zu einer drehbar gelagerten Radnabe 3 der Kraftfahrzeugachse. Eine Reibringkomponente 4 umfasst zumindest eine Reibfläche 5, die zur Kooperation mit wenigstens einem drehfest gelagerten Reibbelag 6 geeignet und bestimmt ist. Die Bodenkomponente 2 und die Reibringkomponente 4 sind ihrerseits fest miteinander verbunden.The invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1, for a motor vehicle wheel brake, which is constructed in multiple parts using multi-material technology (e.g. pairing of steel/leading construction materials--that is, by pairing of components made of different materials). A multi-piece composite motor vehicle brake drum 1 is an unsprung applied mass component of a vehicle axle of a motor vehicle chassis made up of at least two or more components firmly joined together and includes at least one base component 2 as an interface to a rotatably mounted wheel hub 3 of the motor vehicle axle. A friction ring component 4 comprises at least one friction surface 5 which is suitable and intended for cooperation with at least one friction lining 6 which is mounted in a torque-proof manner. The base component 2 and the friction ring component 4 are in turn firmly connected to one another.

Aus der DE 10 2009 044 678 B4 geht ein Umformverfahren und ein Umformwerkzeug zur rationellen Herstellung einer gebauten Verbundbremstrommel zwecks kaltumformtechnisch gleichzeitiger, formschlüssiger, Einfügung zwischen zwei Bauteilen W1, W2 mittels Pins hervor. Dabei dienen die Pins sowohl als Fixiermittel wie auch zur Drehhemmung. Zu diesem Zweck verfügt eine radial äußere Gußkomponente über Ausnehmungen so dass eine radial innere Aluminiumschmiedekomponente mit Pins gleichzeitig in die korrespondierenden Ausnehmungen formschlüssig sowie kraftschlüssig eingefügt werden kann.From the DE 10 2009 044 678 B4 discloses a forming method and a forming tool for the rational manufacture of a built composite brake drum for the purpose of simultaneous cold forming, form-fitting insertion between two components W1, W2 by means of pins. The pins serve both as a fixation means and to prevent rotation. For this purpose, a radially outer cast component has recesses so that a radially inner forged aluminum component with pins can be inserted into the corresponding recesses in a form-fitting and non-positive manner at the same time.

Aus der DE 10 2019 200 261 A1 geht eine mehrstückig sowie temperaturfest und auch leicht aufgebaute Verbundbremstrommel hervor, die zwecks gegenseitiger, zueinander fest arrangierter Fixierung Ihrer Komponenten über eine besondere Fügeschnittstelle verfügt, die radial fluchtend zu einer Flanschebene arrangiert ist, und wobei gesonderte Fixiermitteln, wie insbesondere mehrere axial und/oder radial gerichtete Befestigungselemente zwecks gegenseitiger Fixierung (Axialrichtung) zwischen den Komponenten vorliegen.From the DE 10 2019 200 261 A1 results in a multi-piece, temperature-resistant and also light composite brake drum, which has a special joining interface for the purpose of mutual, firmly arranged fixation of your components, which is arranged radially aligned with a flange plane, and with separate fixation means, such as several axial and/or radial ones in particular directed fastening elements for the purpose of mutual fixation (axial direction) are present between the components.

Die WO 2020/144251 A1 beschreibt eine mehrstückig verbessert aufgebaute Verbundbremstrommel mit Bodenkomponente und mit Reibringkomponente und wobei eine besondere Separierung (Aufspaltung im Kraftfluss) zwischen besonderen Formschlussmitteln zur gegenseitigen (axialen) Komponentenfixierung einerseits und mit andererseits besonderen Presspassungsmitteln zur gegenseitigen Drehmomentübertragung/Drehfixierung gegeben ist. Der Formschlussfixierung in Axialrichtung dient dabei eine Radialdeformation an der Bodenkomponente.the WO 2020/144251 A1 describes a multi-piece, improved composite brake drum with base component and with friction ring component and with a special separation (splitting in the flow of forces) between special form-fitting means for mutual (axial) component fixing on the one hand and with special press-fitting means for mutual torque transmission/rotational fixing on the other hand. A radial deformation of the floor component serves to fix the form-fitting connection in the axial direction.

Der vorliegenden Erfindung obliegt das neuartige Aufgabenkollektiv, eine besonders stabil und dennoch rationell weiterentwickelt verbesserte Komponentenfertigung sowie Komponentenzusammenbau einer gewichtseffizient weiterentwickelt verbesserten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (Sachanspruch Kraftfahrzeugverbundbremstrommel sowie Füge-Umformverfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugverbundbremstrommel) bereitzustellen, die bei vertretbarem Werkzeugaufwand sowohl eine besonders rationelle Komponentenfertigung wie auch ressourcenschonende, umweltgerechte, hochqualitative (Rundlaufgenauigkeit !) effiziente Komponentenfügung derart erlaubt, dass gleichzeitig eine produktiv gesteigerte Option für preiswert skalierbare Baugrößen- und/oder Designvariationen zwecks Darstellung unterschiedlich variierter Bremstrommelproduktlinien (beispielsweise variiert nach unterschiedlichen Rotorleistungsklassen, Bremstrommeldurchmesser (sog. „Familienkonzept“) auch für relativ geringe Losgrößen erlaubt. Die Aufgabe wird anhand der neuartigen Merkmalskombination des Hauptanspruchs in vorbildlicher Art und Weise gelöst. Weitere Einzelheiten oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus Unteransprüche im Zusammenhang mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor.The present invention is responsible for the new task of providing a particularly stable and yet rationally further developed improved component production and component assembly of a weight-efficient further developed improved motor vehicle composite brake drum (objective claim motor vehicle composite brake drum and joining forming process for the production of a motor vehicle composite brake drum) which, with reasonable tool expenditure, both a particularly rational component production as well as resource-saving , environmentally friendly, high-quality (concentricity !) efficient component joining in such a way that at the same time a productively increased option for inexpensive, scalable size and/or design variations for the purpose of representing differently varied brake drum product lines (e.g. varies according to different rotor performance classes, brake drum diameter (so-called "family concept") also for relatively small lot sizes allowed. D The task is solved in an exemplary manner using the novel combination of features of the main claim. Further details or advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent claims in connection with the description based on the drawing.

Erfindungsgemäß ergeht zumindest partiell ein Schwerpunkt auf Blechumformtechnologie, und wobei die Nachteile laut Stand der Technik vermieden sind, indem die Kraftfahrzeugverbundbremstrommel mit mehrfacher Sicherheit durch unabhängig formschlüssig gesichert gestalteten Verbund auch unter extremer Temperaturbeanspruchung immer stabil und ausfallsicher arbeitet, und wobei gleichzeitig Herstellverfahren für die Komponentenfertigung ermöglicht sind, die eine massenhafte, einfache, präzise, dauerfeste sowie arbeitsteilig rationalisierte Produktion über die diversifizierte Wertschöpfungskette bei differierenden Werkstoffbestandteilen erlaubt.According to the invention, there is at least a partial focus on sheet metal forming technology, and the disadvantages of the prior art are avoided in that the motor vehicle composite brake drum always works stably and fail-safely with multiple safety due to independently positively secured composite design, even under extreme temperature stress, and at the same time manufacturing processes for component production are made possible that allow mass, simple, precise, durable and rationalized production based on the division of labor across the diversified value-added chain with different material components.

Erfindungsgemäß liegt eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 für eine Kraftfahrzeugradbremse vor, welche mindestens eine Bodenkomponente 2 als Radnabenschnittstelle mit mindestens einer Reibringkomponente 4 als Reibpartner für mindestens einen Reibbelag 6 miteinander kombiniert, in Konfektionierung als mehrstückig aus unterschiedlichen Komponentenwerkstoffen aufgebaute Kraftfahrzeugverbundbremstrommel, wobei die Komponenten 2,4 Schnittstellen aufweisen, und koaxial zueinander sowie fest zusammengefügt sind, wobei zwischen den Komponenten 2,4 mindestens ein Fixiermittel vorliegt. Auf dieser Grundlage wird der Kern der Erfindung darin gesehen, dass die Bodenkomponente 2 als ein Napf umfassend Boden 20 und Zarge 21 gebildet ist, und dass die Zarge 21 gesondert über wenigstens einen Nockenvorsprung 22 verfügt, der zur Drehmomentübertragung zwischen Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4 in eine Kavität 23 der Reibringkomponente 4 formschlüssig eingreift, oder umgekehrt (d.h. der Nockenvorsprung bildet einen integralen Bestandteil von der Reibringkomponente und greift in eine integrale Kavität von einer Bodenkomponente). Die Kavität 23 der Reibringkomponente 4 ist an deren (Außen-)Umfang grundsätzlich nach radial außen offen orientiert angeordnet. Bei der umgekehrt, reversiert, beschriebenen Option also mit einem (oder mit mehreren) nach radial einwärts gerichteten Nockenvorsprung am Reibring versteht es sich dementsprechend, dass jede zugeordnete integrale Kavität der entsprechend angepassten Bodenkomponente zu deren formschlüssigen Eingriff (außen-)umfangsseitig nach radial aussen offen orientiert vorliegt.According to the invention, there is a motor vehicle composite brake drum 1 for a motor vehicle wheel brake, which combines at least one base component 2 as a wheel hub interface with at least one friction ring component 4 as a friction partner for at least one friction lining 6, in packaging as a multi-piece motor vehicle composite brake drum constructed from different component materials, the components 2,4 having interfaces , And coaxially to each other and are firmly joined together, with at least one fixing agent being present between the components 2.4. On this basis, the core of the invention is seen in the fact that the base component 2 is formed as a bowl comprising base 20 and frame 21, and that the frame 21 is separately ver at least one cam projection 22 adds, which positively engages in a cavity 23 of the friction ring component 4 for torque transmission between base component 2 and friction ring component 4, or vice versa (ie the cam projection forms an integral part of the friction ring component and engages in an integral cavity of a base component). The cavity 23 of the friction ring component 4 is arranged on its (outer) circumference, oriented in principle open radially outward. In the case of the option described in reverse, i.e. with one (or with several) radially inwardly directed cam projections on the friction ring, it is accordingly understood that each associated integral cavity of the correspondingly adapted base component is open radially outwards on the (outer) circumferential side for its form-fitting engagement oriented.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ergeht weiter gesteigerte Tragfähigkeit /erhöhte Sicherheit durch mindestens eine gesonderte Formschlusskupplung im Sinne einer Drehsperre, die an Stelle von einem einzelnen Nockenvorsprung 22 mehrere Zahnvorsprünge an der Bodenkomponente 2 definieren kann, und wobei jeder Zahnvorsprung der Bodenkomponente 2 in eine zugeordnete Zahnkavität an der Reibringkomponente 4 eingreifen darf, oder entsprechend umgekehrt. Für die bestmögliche Wirksamkeit wird empfohlen, die Zähne und die Zahnkavitäten an der jeweiligen Komponente mit regelmäßiger Teilung vorzusehen.In a preferred development of the invention, further increased load-bearing capacity/increased safety is provided by at least one separate positive-locking coupling in the sense of a rotary lock, which can define a plurality of toothed projections on the floor component 2 instead of a single cam projection 22, and each toothed projection of the floor component 2 in an associated tooth cavity may intervene on the friction ring component 4, or vice versa. For the best possible effectiveness, it is recommended to provide the teeth and the tooth cavities on the respective component with a regular pitch.

In weiterhin vorzugswiese verbesserter Werkstoffausnutzung wird bei Baugrößenverdichtung vorgeschlagen, zwischen Zähnen und Zahnkavitäten übereinstimmend Versatz vorzusehen, und wobei dieser Versatz eine Lücke definiert.In a further preferably improved use of material, it is proposed in the case of compaction in size to provide a matching offset between teeth and tooth cavities, and with this offset defining a gap.

Ganz prinzipiell kann die Verzahnung als eine Art Stirnradverzahnung zwischen den miteinander formschlüssig kooperierenden Komponenten ausgebildet sein, wobei sich alternativ deren Konfektionierung in Form einer Axial- und/oder Hirth-Verzahnung anbietet.In principle, the gearing can be designed as a type of spur gearing between the components that cooperate with one another in a form-fitting manner, with their assembly in the form of an axial and/or Hirth gearing being an alternative.

In Erhöhung der Tragfähigkeit respektive in weiterentwickelter Verbesserung der Funktionssicherheit kann eine Fügeschnittstelle zwischen Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4 eine Verlötung umfassen. Die Verlötung kann am Umfang der Fügeschnittstelle zylindrisch umlaufend im Bereich eines Zylinderspalts mit Lot/Zusatzwerkstoff ausgeführt sein. Für einen möglichst schonenden sowie effizienten Wärmeeintrag - zwecks Vermeidung unerwünschter Wärmebehandlungseffekte - empfiehlt die vorliegende Erfindung ein berührungsfrei arbeitendes, sowie zirkular-kreisförmig geführtes, vorzugsweise robotikgestütztes, Laserlötverfahren.To increase the load-bearing capacity or to further improve the functional reliability, a joint interface between the floor component 2 and the friction ring component 4 can include soldering. The soldering can be performed in a cylindrical manner around the circumference of the joint interface in the area of a cylinder gap with solder/additive material. For the most gentle and efficient heat input possible—in order to avoid undesirable heat treatment effects—the present invention recommends a non-contact, circularly guided, preferably robotic, laser soldering method.

Im Sinne einer laschenartigen Überblattung darf ein Flanschabschnitt der Reibringkomponente 4 mit Versatz zu seiner Auflagerzylinderfläche sowie seitlich neben der Zentrierzylinderfläche über eine formschlüssige Fixierung verfügen, die wenigstens einen Rücksprung aufweist, welcher zur Aufnahme einer Haltelasche 25 der Bodenkomponente 2 dient. Dabei empfiehlt es sich zwecks simplifiziertem Aufbau, wenn die Haltelasche 25 als zumindest einfach und/oder mehrfach abgewinkelt umgebogener Blechschenkel wie insbesondere als Blechbiegeschenkel vorliegt.In the sense of a tab-like overlapping, a flange section of the friction ring component 4 offset to its bearing cylinder surface and laterally next to the centering cylinder surface may have a form-fitting fixation, which has at least one recess, which serves to accommodate a retaining tab 25 of the base component 2. For the purpose of a simplified structure, it is advisable if the retaining tab 25 is present as a sheet metal limb bent over at least once and/or multiple times, such as in particular as a bent sheet metal limb.

Eine besonders bevorzugte Konfiguration der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Haltelasche 25 mit einer Lochung, in der ein Flanschabschnitt der Bodenkomponente 2 erhalten ist, und wobei wenigstens ein Nockenvorsprung 22 der Reibringkomponente 4 formschlüssig in das genannte Loch von der Bodenkomponente 2 eingreift.A particularly preferred configuration of the present invention includes a retaining tab 25 having a perforation in which a flange portion of the base component 2 is received and at least one cam projection 22 of the friction ring component 4 positively engages said hole of the base component 2.

Mit Vorteil definiert eine Weiterbildung der Erfindung einen formschlüssigen Eingriff zwischen Loch und Nockenvorsprung 22, indem eine spanlose Blechbiege-Umformoperation mittels zumindest einer Lanzierung 26 einer Lasche an der Zarge 21 ausgebildet ist. In weiterhin vervollkommneter Gestaltung kann die Lanzierung 26 und/oder das Loch in Kooperation mit dem Nockenvorsprung 22 derart deformiert in formschlüssigem Eingriff miteinander vorliegen, dass die Bodenkomponente 2 sowie die Reibringkomponente 4 mit definierter Zuspannkraft lagegesichert miteinander verspannt sind.A further development of the invention advantageously defines a form-fitting engagement between the hole and the cam projection 22 in that a non-cutting sheet metal bending forming operation is formed by means of at least one lance 26 of a lug on the frame 21 . In a further perfected design, the lance 26 and/or the hole in cooperation with the cam projection 22 can be deformed in a form-fitting engagement with one another such that the base component 2 and the friction ring component 4 are clamped together in a secured position with a defined clamping force.

Die Erfindung beschränkt sich keineswegs ausschließlich auf eine neuartig konfigurierte Kraftfahrzeugverbundbremstrommel, sondern definiert zudem einen neuartigen Montageprozess/Fügeverfahren für einen gebauten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 wobei weitestgehend fertiggestellte - d.h. weitestgehend exakt maßhaltig fertigbearbeitete Fertigteile (d.h. Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4) gepaart sowie vorläufig zusammengeheftet werden, bevor in einem gesonderten Herstellungsschritt unter angemessener Justierung die endgültige Fixierung erfolgt. Demzufolge wird erfindungsgemäß bereits im Rahmen der Komponentenfügung eine besonders gesteigerte Rundlaufpräzision ermöglicht. In weiterhin verbesserter Ausgestaltung ist es ermöglicht, dass die zu paarenden Komponenten in einem ersten Arbeitsschritt gereinigt werden, dass zueinander ausgerichtet justiert zugeführte Flanschabschnitte der zwei miteinander zu paarenden Komponenten in einem folgenden Arbeitsschritt koaxial zueinander sowie durch Positionierung und/oder Kodierung/Bilderfassung ausgerichtet und mit korrekter Positionierung unter partieller Deformation relativ zueinander fixiert geheftet werden, wobei nachfolgend eine endgültige Fixierung wie insbesondere eine Hartverlötung von Flanschabschnitten anschließen kann, bevor jedenfalls eine Endbearbeitung der montierten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 - wie insbesondere eine besondere Oberflächenbehandlung „Ob“ (wie beispielsweise Lackierung und/oder Galvanisierung und/oder Auslagerungshärtung (Warm- oder Kaltauslagerungshärtung insbesondere bei Verwendung von Aluminiumlegierungswerkstoff zwecks Verfestigung der Bodenkomponente 2) u./o. ähnlich) - vorgesehen ist.The invention is by no means limited to a newly configured composite motor vehicle brake drum, but also defines a novel assembly process/joining method for a composite motor vehicle brake drum 1 that has been assembled, with largely finished parts (ie base component 2 and friction ring component 4) being paired and provisionally stapled together before the final fixation takes place in a separate manufacturing step with appropriate adjustment. Accordingly, according to the invention, a particularly increased concentricity precision is already made possible in the context of the component joining. In a further improved embodiment, it is possible for the components to be paired to be cleaned in a first work step, for the flange sections of the two components to be paired, which are fed in alignment with one another, to be aligned coaxially with one another in a subsequent work step and by positioning and/or coding/image acquisition and with correctly positioned relative to each other under partial deformation, with a final fixie subsequently tion, such as in particular hard soldering of flange sections, before any final processing of the assembled motor vehicle composite brake drum 1 - such as in particular a special surface treatment "Ob" (such as painting and/or electroplating and/or age hardening (hot or cold age hardening, in particular when using aluminum alloy material for the purpose Solidification of the soil component 2) and/or similar) - is provided.

Es versteht sich schließlich, dass eine Endbearbeitung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugverbundbremstrommel weiterhin zumindest einen dynamischen Auswuchtvorgang beinhaltet, damit weitgehend präzisierter Rundlauf ermöglicht werden kann.Finally, it goes without saying that finishing a motor vehicle composite brake drum according to the invention also includes at least one dynamic balancing process, so that largely precise concentricity can be made possible.

Die Erfindung wird weiterhin gemeinsam mit der Figurenbeschreibung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele wie folgt näher erläutert. In der Zeichnung zeigt dabei zumeist schematisch sowie vielfach vergrößert:

1 zwecks Erläuterung im Schnitt eine bekannte Kraftfahrzeugverbundbremstrommel der Anmelderin gemäß WO 2020/144251 A1 mit Peripherie + Einbausituation, etwas maßstäblich,
2 perspektivisch und verkleinert eine rückseitige Teilansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäß verbessert gestalteten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel,
3 perspektivische Frontansicht der Kraftfahrzeugverbundbremstrommel wie in 2,
4 perspektivisch vergrößerte Einzelheiten der Kraftfahrzeugverbundbremstrommel in 3,
5 eine Fügeschnittstelle vergrößert im Schnitt,
6 Ansicht einer Kraftfahrzeugverbundbremstrommel vergleichbar 3 verkleinert,
7 Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel gemäß 6,
8 stark vergrößert bevorzugte Ausführungsform einer Lancierung,
9 die Einzelteilkomponenten einer ersten Ausführungsform wie gemäß 3,6 in Explosionsdarstellung in Ausrichtung vor Montage/Fügeprozess,
10 + 11 Verformungsbilder zwecks Verdeutlichung der in Axialrichtung gerichtet eingeprägten Vorspannkraft mit (elastische Bauteilverformung bzw. Spaltwurf (elastisch) gradueller Deformation bei unterschiedlich gebildeter Spaltweite δ infolge elastischer Verformung des Bodens 20 der Bodenkomponente 2 und/oder infolge Schräge am Rand 24 von Reibringkomponente 4),
12 ein Aufbruch mit vergrößerter Draufsicht auf Einzelheiten der Verzahnung wie aus 7,
13 + 16 Ansicht einer Einzelheit betreffend vereinfachte Fügung mit radial einfach einwärts abgewinkelter Lasche in einer Tasche, die erste in Ausbaustufe mit Lötstelle 28,
14 Variation einer Fügeschnittstelle im Schnitt wie in 5 vergrößert,
15 Einzelheit wie in 13,
17 Bodenkomponente mit mehreren am Umfang zueinander versetzt angeordneten Biegelaschen 25,
18 verkleinerte perspektivische Ansicht des Zusammenbaus einer Ausführungsform einer gebauten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel ähnlich 6,
19 - 21 Verdeutlichungen in Verbindung mit Biegelasche wie aus 16 ff.,
22 schematische Stadienfolge zwecks Erläuterung einer ersten Ausführungsform eines bevorzugten Herstellungsprozesses einer mehrstückig zusammengefügten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel mit Oberflächenbehandlung zum Schluss, und
23 Stadienfolge für einen rationalisiert weiterentwickelten Herstellungsprozess, indem die angelieferten Halbzeuge bzw. Halbfertigteile von Bodenkomponente und Reibringkomponente inclusive deren Oberflächenbehandlung/Oberflächenbeschichtung zugeliefert sind, so dass eine Oberflächenbehandlung/Oberflächenbeschichtung „Ob“ zum Verfahrensende rationalisiert/obsolet ist.

The invention is further explained in more detail as follows together with the description of the figures in relation to the preferred exemplary embodiments. The drawing shows mostly schematically and often enlarged:

1 for the purpose of explanation in section a known motor vehicle composite brake drum according to the applicant WO 2020/144251 A1 with peripherals + installation situation, somewhat to scale,
2 in perspective and reduced in size, a rear partial view of a first embodiment of the inventively improved composite motor vehicle brake drum,
3 perspective front view of the motor vehicle composite brake drum as in FIG 2 ,
4 Perspectively enlarged details of the motor vehicle composite brake drum in 3 ,
5 a joint interface enlarged in section,
6 Comparable view of a motor vehicle composite brake drum 3 reduced,
7 Top view of a motor vehicle composite brake drum according to FIG 6 ,
8th greatly enlarged preferred embodiment of a launch,
9 the individual components of a first embodiment as per 3 , 6 in exploded view in alignment before assembly/joining process,
10 + 11 deformation images for the purpose of clarification of the prestressing force directed in the axial direction with (elastic component deformation or gap throw (elastic) gradual deformation with differently formed gap width δ as a result of elastic deformation of the base 20 of the base component 2 and/or as a result of an incline on the edge 24 of the friction ring component 4),
12 an elevation with enlarged top view of details of the gearing as shown in 7 ,
13 + 16 View of a detail relating to a simplified joint with a radially inwardly angled tab in a pocket, the first in an expansion stage with solder joint 28,
14 Variation of a joining interface in section as in 5 enlarged,
15 detail as in 13 ,
17 Floor component with several bending straps 25 arranged offset to one another on the circumference,
18 10 is a reduced assembly perspective view of one embodiment of an assembled automotive composite brake drum 6 ,
19 - 21 Clarifications in connection with bending strap as from 16 et seq.
22 schematic sequence of stages for the purpose of explaining a first embodiment of a preferred manufacturing process of a motor vehicle composite brake drum assembled in several pieces with surface treatment at the end, and
23 Stage sequence for a streamlined, further developed manufacturing process in which the delivered semi-finished or semi-finished parts of floor components and friction ring components including their surface treatment/surface coating are supplied, so that a surface treatment/surface coating “Ob” is rationalized/obsolete at the end of the process.

Die Erfindung betrifft eine, aus zwei unterschiedlichen Werkstoffkomponenten gegenseitig fixiert aufgebaute, Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1. Dabei wird eine metallische Reibringkomponente 4 von einer möglichst leichtgewichtig ausgeführten Bodenkomponente 2 getragen. Prinzipiell kann die Bodenkomponente 2 aus beliebigem Werkstoff wie insbesondere aus möglichst dünnwandigem Metallwerkstoff oder alternativ aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet sein. Vorzugsweise ist eine leichtgewichtige Stahlblech- oder Aluminiumblechbodenkomponente gegeben, die eine zylindrische Reibringkomponente 4 trägt. Die Reibringkomponente 4 umfasst eine, nach radial innen gerichtete, Reibfläche 5 zwecks Kooperation mit einem Reibbelag 6 (einer Trommelbremsbacke). Die Topf- bzw. scheibenförmige Bodenkomponente 2 ist vorzugsweise als Napf tiefgezogen gestreckt ausgebildet und umfasst Boden 20 und Zarge 21 (als Rundzarge ausgebildet). Die Bodenkomponente 2 dient einerseits der Halterung bzw. Fixierung an einer Fahrwerkskomponente wie insbesondere an einer Radnabe 3 oder ähnlichem. Dabei sind Reibringkomponente 4 und Bodenkomponente 2 im Wesentlichen unlösbar aneinander, mit mindestens einer Umformmaßnahme, gegenseitig fest an- und zueinander fixiert. Die gegenseitige Fixierung ist formschlüssig, ohne dass es zwingend eines zusätzlichen Maschinenelementes (Schraube oder Niet) bedarf. Passende, gesonderte oder beliebig miteinander im Sinne einer Arbeitsteilung kombiniert arrangierte Schnittstellen bewirken zwischen den Komponenten die folgenden Funktionen a) präzise Fixierung und Zentrierung zwischen Komponenten (Axialrichtung und Radialrichtung, b) präzise Koaxialität zwischen Komponenten (Rundlaufgenauigkeit), c) weitgehend unnachgiebige Drehfixierung/Drehfestigkeit (formschlüssige Drehfixierung)Axialfixierung zwischen Komponenten, d) thermische Verträglichkeit (Wärmedehnungskoeffizient, Wärmeaufnahmekapazität).The invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1 constructed from two different material components that are fixed to one another. In principle, the base component 2 can be made of any material, such as in particular a metal material that is as thin as possible or alternatively made of a plastic material. Preferably there is a lightweight sheet steel or sheet aluminum floor component carrying a cylindrical friction ring component 4 . The friction ring component 4 comprises a friction surface 5 directed radially inwards for the purpose of cooperation with a friction lining 6 (a drum brake shoe). The cup-shaped or disc-shaped base component 2 is preferably designed as a deep-drawn, stretched cup and comprises base 20 and frame 21 (designed as a round frame). The base component 2 is used on the one hand to hold or fix it to a chassis component, such as in particular to a wheel hub 3 or the like. Here, the friction ring component 4 and the base component 2 are essentially inseparably fixed to one another, with at least one forming measure, firmly fixed to one another and to one another. The mutual fixation is form-fit without the need for an additional machine element (screw or rivet). Appropriate, separate interfaces or those arranged in any combination in the sense of a division of labor bring about the following functions between the components: a) precise fixing and centering between components (axial direction and radial direction, b) precise coaxiality between components (concentricity), c) largely unyielding rotational fixation/rotational strength (positive rotational fixation) axial fixation between components, d) thermal compatibility (coefficient of thermal expansion, heat absorption capacity).

Gemäß bevorzugter Ausführungsform ist die Bodenkomponente 2 aus einem dünnwandig ausgeführten, scheibenförmigen, Blechwerkstoff (vorzugsweise ausgehend von einem Stahlblechstreifen/-coil mit einer planaren Ausgangsdicke zwischen mindestens etwa 1,0 - 10,0 mm (vorzugsweise im Mittel etwa maximal 4,0 mm) oder Aluminiumblechstreifen/-coil mit einer planaren Ausgangsdicke zwischen mindestens etwa 3,0 - 16,0 mm mit vorzugsweise im Mittel etwa 6,0 mm) ausgetrennt. Dabei liegt erfindungsgemäß eine weitgehend koaxial ausgeformte, und in die Axialrichtung weisende Zarge 21 vor, welche einen Rand 24 der Reibringkomponente 4 nach Art einer Einspannung ausgehend von einer Bodenaußenseite sowie von radial außen umgreift sowie übergreift, vorzugsweise mit definierter Vorspannkraft einspannt. Die Zarge 21 übergreift dazu überlappend eine zylindrische Außenwandung der Reibringkomponente 4 zumindest teilweise von radial außen. Diese Konstruktion hat die vorteilhafte Wirkung, dass eine präzisierte gegenseitige Justierung/Komponentenausrichtung im Fügeprozess vereinfacht ermöglicht ist, weil eine präzise Justierung und/oder axial gerichtet ausgeführte Montagebewegung (Prozesschritt I) - ergo Kontrolle zwischen Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4 mit von außen optisch weitestgehend unverdeckter Sicht(kontrolle) - ausgeführt sowie überwacht und/oder korrigiert werden darf. Die erfindungsgemäße Konstruktion erhöht als die Präzision, Fertigungsqualität und ermöglicht demzufolge eine werkergerecht verbesserte Montage/Kontrolle. Eine Blindeinschubmontage (mit durch die umlaufende Reibringkomponente von radial außen sichtverdeckter Fügezone wie in 1 von WO 2020/144251 A1 ) ist erfindungsgemäß vermieden d.h. Rundlauf ist verbessert bzw. Ausschuss ist minimiert.According to a preferred embodiment, the floor component 2 is made of a thin-walled, disc-shaped sheet metal material (preferably based on a sheet steel strip/coil with a planar initial thickness of between at least about 1.0 - 10.0 mm (preferably on average about a maximum of 4.0 mm) or aluminum sheet strip/coil with a planar initial thickness between at least about 3.0 - 16.0 mm (preferably on average about 6.0 mm). According to the invention, there is a largely coaxially shaped frame 21 pointing in the axial direction, which encompasses and overlaps an edge 24 of the friction ring component 4 in the manner of a clamping starting from a bottom outside and from radially outside, preferably clamping with a defined prestressing force. For this purpose, the frame 21 overlaps a cylindrical outer wall of the friction ring component 4 at least partially from the radial outside. This construction has the advantageous effect that a precise mutual adjustment/component alignment in the joining process is made possible in a simplified manner, because a precise adjustment and/or axially directed assembly movement (process step I) - ergo control between the base component 2 and the friction ring component 4 with an optically largely unobscured from the outside Visual (control) - may be carried out as well as monitored and/or corrected. The construction according to the invention increases the precision, production quality and consequently enables an improved assembly/control suitable for the worker. A blind slide-in assembly (with the joint zone that is hidden from view radially from the outside by the circumferential friction ring component as in 1 from WO 2020/144251 A1 ) is avoided according to the invention, ie concentricity is improved or scrap is minimized.

Es versteht sich, dass mittels oder infolge metallischer Umformung eine einheitliche entsprechende Wandstärke an der Bodenkomponente 2 vorliegen darf oder dass mit Werkstofffliess- und Verdrängungsprozessen eine Wandstärkenvariation in die ausgeführte Bodenkomponente 2 eintragbar ist, so dass diese Variation innerhalb der o.a. Wandstärkenbereiche an einer prinzipiell spanlos gefertigten Bodenkomponente 2 vorliegen könnte. Mit anderen Worten kann eine partiell ortsbezogen varriierte Wandstärkenvariation an der Bodenkomponente 2 beabsichtigt sein, welche sich zumindest annährend innerhalb oder geringfügig ausserhalb der o.a. Dickenbereiche für die gefertigte Wandstärke bewegt. Eine mögliche gefertigte Wandstärkenvariation schliesst ausdrücklich ortsbezogen, d.h. partiell in die Scheibenform örtlich begrenzt eingetragene Profilierungen (bspw. Versteifungsrippen) ein, und wobei die jeweiligen Wandstärken in diesen Bezirken dementsprechend angrenzend auch innerhalb oder ausserhalb des o.a. Bereiches liegen dürfen.It goes without saying that a uniform corresponding wall thickness may be present on the base component 2 by means of or as a result of metal forming, or that a wall thickness variation can be introduced into the executed base component 2 with material flow and displacement processes, so that this variation within the above-mentioned wall thickness ranges on a basically non-cutting manufactured Soil component 2 could be present. In other words, a partial, location-related variation in wall thickness can be intended on the base component 2, which is at least approximately within or slightly outside of the above-mentioned thickness ranges for the manufactured wall thickness. A possible manufactured wall thickness variation expressly includes localized profiles (e.g. stiffening ribs) that are partially incorporated into the shape of the pane, and the respective wall thicknesses in these areas may also lie within or outside the above-mentioned range.

Die Reibringkomponente 4 ist beispielhaft zylindrisch aus einem (Grau-)Gußwerkstoff (Lamellengraphitguss GG-L) mit einer Wandstärke zwischen mindestens etwa 5,0 - 11,0 mm gestaltbar sowie zumindest im Bereich seiner nach radial innen gerichteten Reiboberfläche 5 und/oder Flanschabschnitte zerspant. Mindestens eine weitere örtlich begrenzte Zerspanung der Reibringkomponente 4 bezieht sich demzufolge auf den Flanschabschnitt als Komponentenschnittstelle, welche an die Bodenkomponente 2 angrenzt/an der Bodenkomponente 2 fest angreift.The friction ring component 4 can, for example, be made cylindrical from a (grey) cast material (lamellar graphite cast iron GG-L) with a wall thickness of between at least about 5.0 - 11.0 mm and can be machined at least in the area of its radially inwardly directed friction surface 5 and/or flange sections . At least one further locally limited chipping of the friction ring component 4 consequently relates to the flange section as the component interface, which adjoins the base component 2 / firmly engages on the base component 2 .

Weil konventionell gegossene Kraftfahrzeugbremstrommeln vielfach in Gänze (also auch im Boden 20) im Wesentlichen durchgängig aus einem metallischen Gusswerkstoff mit einer fertigungstechnischen Guß-Mindestwandstärke von mindestens etwa 10 mm vorliegen, ist deren Boden 20 vielfach überdimensioniert ausgelegt, mit der Folge, dass die vorliegende Erfindung eine rationelle Bauweise sowie Massereduktion anhand bedarfsgerechter Blechhalbzeugauswahl gestattet, ohne freilich die notwendige Sicherheit zu gefährden.Because conventionally cast motor vehicle brake drums are often completely (i.e. also in the base 20) made of a metallic cast material with a minimum cast wall thickness of at least about 10 mm, their base 20 is often oversized, with the result that the present invention rational construction and mass reduction based on needs-based selection of semi-finished sheet metal allows, of course, without jeopardizing the necessary safety.

Die Reibringkomponente 4 ist in bevorzugter Ausführungsform einstückig aus Metall-Gusswerkstoff aufgebaut und umfasst eine speziell arrangierte Zarge-/Bodenaufnahmeschnittstelle für zentrierten Angriff/Eingriff der Bodenkomponente 2. Dazu verfügt die Bodenaufnahmeschnittstelle in Kooperation mit der Reibringkomponente 4 über Formschlusskupplungen anhand von ein oder mehrerer Mittel, die eine besondere Profilierung mit mehreren Kavitäten 23 und Nocken/Vorsprüngen umfassen können. In Kombination mit einer umgeformt tiefgezogen erhaltenen Bodenkomponente 2, die grundsätzlich aus einem planaren d.h. passen ausgetrennt und zumindest in einer Fügezone umgeformt profiliertem Blechwerkstoff (vorzugsweise Stahl- oder Aluminiumwerkstoff) erhalten ist, wird ein rationell eingesetztes Werkstoffvolumen bei reduzierter Zerspanung/Masse erhalten.In a preferred embodiment, the friction ring component 4 is constructed in one piece from cast metal and includes a specially arranged frame/base receiving interface for centered attack/engagement of the base component 2. For this purpose, the base receiving interface in cooperation with the friction ring component 4 has positive-locking couplings using one or more means, which can include a special profiling with several cavities 23 and cams/projections. In combination with a reshaped deep-drawn floor component 2 obtained, which is basically separated from a planar ie fit and at least in one joining zone, formed, profiled sheet metal material (preferably steel or aluminum material) is obtained, an efficiently used material volume is obtained with reduced machining/mass.

Eine Kaltumformung mit besonders erhöhter Kaltverfestigung der Bodenkomponente 2 wie insbesondere durch Stülpziehen kann zur Festigkeitssteigerung besonders sinnhaft sein, um besonders hochbeanspruchte Zonen zwecks erhöhter (Dauer-)Festigkeit der Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 bei besonders geringem Werkstoffeinsatz/Gewicht passend verstärkt auszustatten. Es werden mehre Varianten vorgeschlagen.Cold forming with particularly increased strain hardening of the base component 2, in particular by inverting, can be particularly useful for increasing strength in order to equip particularly highly stressed zones with suitable reinforcement for the purpose of increased (long-term) strength of the motor vehicle composite brake drum 1 with particularly low use of materials/weight. Several variants are suggested.

In Verbindung mit einer ersten Variante A - einer ersten „Zarge“-Lösung - werden die Bremsdrehmomente unter Fixierkräfte über besonders geeignete Formschlussprofilierungen abgeleitet. Dazu dient eine besondere Profilierung („Vielzahn“), die an- oder in die Reibringkomponente eingearbeitet, respektive eingegossen und/oder spanend bearbeitet ist, und wobei eine plastische Blechumformung der Bodenkomponente derart erfolgt, dass der Blechwerkstoff nach Komponentenmontage zwecks gegenseitiger Fixierung nach radial innen eingedrückt wird (plastische Verformung) damit eine zugeordnete Kavität bzw. In connection with a first variant A - a first "frame" solution - the braking torques under fixing forces are derived via particularly suitable form-fit profiles. A special profiling (“multi-tooth”) is used for this purpose, which is worked on or into the friction ring component, or cast and/or machined, and with plastic sheet metal forming of the floor component taking place in such a way that the sheet metal material after component assembly is radially inward for the purpose of mutual fixation is pressed in (plastic deformation) so that an associated cavity or

Hinterschneidung in der Reibringkomponente zumindest teilweise ausgefüllt bzw. hintergriffen wird.Undercut in the friction ring component is at least partially filled or reached from behind.

In einer weiteren Variante der „Zarge‟-Lösung werden die Bremsdrehmomente im Ergebnis über Laschen des Blechwerkstoffs von der Bodenkomponente in Verbindung mit zugeordneten Kavitäten in der Schnittstelle der Reibringkomponente übertragen, und wobei diese Profilierung nach Bedarf x-fach am Umfang verteilt vorgesehen ist. Die Anzahl x der Kavitäten ist projektspezifisch zu dimensionieren also abhängig von maximal übertragenen Bremsdrehmomenten unter Beachtung einer hinreichenden Sicherheit gegen Bauteilversagen (FE-Berechnung).In a further variant of the "frame" solution, the braking torques are ultimately transmitted via tabs in the sheet metal material from the base component in conjunction with associated cavities in the interface of the friction ring component, and this profiling is provided x-fold distributed around the circumference as required. The number x of cavities must be dimensioned project-specifically, i.e. depending on the maximum transmitted braking torque, taking into account adequate safety against component failure (FE calculation).

Axial gerichtete Sicherung/Fixierung zwischen Bodenkomponente und Reibringkomponente kann bevorzugt gewährleistet sein durch eine Nut in der Reibringkomponente, in die sich die Bodenkomponente (Blechteil) mit x Laschen (am Umfang verteilt) in Verbindung mit einen passenden Umformvorgang festkrallt.Axially directed securing/fixing between the base component and the friction ring component can preferably be ensured by a groove in the friction ring component, into which the base component (sheet metal part) with x lugs (distributed on the circumference) claws in connection with a suitable forming process.

Bei einer noch weiteren Variante der „Zarge“-Lösung - werden die Bremsdrehmomente über einen integralen Formschluss anhand Verzahnung (im „Vielzahn“) übertragen. Die axiale Sicherung zwischen Bodenkomponente und Reibringkomponente wird hier über eine bestimmte Anzahl von x Halteelementen gewährleistet, und wobei diese Halteelemente in der Bodenkomponente - nach Paarung der beiden Komponenten - ausgeformt (eingestemmt) werden.In yet another variant of the "frame" solution - the braking torques are transmitted via an integral form fit using teeth (in the "multi-tooth"). The axial securing between the base component and the friction ring component is ensured here by a specific number of x retaining elements, and these retaining elements are formed (mortised) in the base component—after the two components have been paired.

Durch geschickte neuartige Variation sowie Kombination von Herstellungsverfahren bzw. Einsatz von massenhaft standardisierten vorfertigbaren Halbzeugkomponenten (industrieller Rohteilguß (für die Reibringkomponente) + Blechhalbzeugverwendung für die Bodenkomponente (d.h. Trennen bzw. Stanzen, Umformen - d.h. Tiefziehen, Pressen, Biegen) wird es erfindungsgemäß ermöglicht, eine besonders günstig unlösbar aufgebaute Verbundbremsscheibe darzustellen, und wobei der passende Topfboden aus besagtem Blechwerkstoff kostengünstig erzeugt sowie individuell passend auf Kundenanforderungen (kundenspezifische Designmerkmale) konfektionierbar dargestellt ist.Cleverly innovative variations and combinations of manufacturing processes and the use of masses of standardized, prefabricated semi-finished product components (industrial blank casting (for the friction ring component) + use of semi-finished sheet metal products for the base component (i.e. cutting or stamping, forming – i.e. deep drawing, pressing, bending) make it possible according to the invention to represent a particularly cheap, non-detachably constructed composite brake disc, and the matching pot bottom made from said sheet metal material is produced inexpensively and can be individually tailored to customer requirements (customer-specific design features).

Durch die zwei- oder mehrstückige Ausführung mit quasi erfindungsgemäß normierter gegenseitiger Schnittstellengestaltung zwischen Komponenten ist es erfindungsgemäß vereinfacht ermöglicht, eine gewissermassen standardisierte, bzw. übereinstimmend mit identischem Reibdurchmesser ausgelegte, Reibringkomponente zwecks Austauschverbau mit ganz verschieden profiliert konfektionierten Bodenkomponenten wechselweise zur Alternativpaarung vorbereitet vorzuhalten bzw. zu speichern. Die einerseits mit gegenseitiger Schnittstellenstandardisierung vorgesehene Komponentenbauweise mit andererseits modular austauschbar unterschiedlich konfektionierter Bodenkomponente ermöglicht bei verbesserter Wertschöpfung eine industriell rationalisierte, vereinfachte Logistik bei stark rationalisierten Fahrzeugtypvariation. Das Ergebnis ist die Bremstrommelvariation für erweiterte Großserienvariation im Rahmen eines sog. Trommelbremsenbaukastensystems (sog. Trommelbrems-Family-Konzept), indem ganz verschieden variierte, d.h. unterschiedlich profilierte (also adaptiv konfektionierte) Bodenkomponenten mit prinzipiell gleichartig dimensionierten Reibringkomponenten gepaart werden dürfen, um verschiedenste Radnabenschnittstellen, Packaging- und Designvorgaben von Kraftfahrzeugherstellern gerecht zu werden, ohne für jeden dieser Fälle stets eine sehr teure Gussformänderung durchzuführen (vereinfachtes Carry-over von einer quasi standardisiert gegossenen Reibringkomponente).Due to the two-piece or multi-piece design with mutual interface design between components standardized according to the invention, it is made possible according to the invention, in a simplified manner, to provide or to prepare a to a certain extent standardized friction ring component, or one designed to match with an identical friction diameter, for the purpose of replacement installation with base components made up with completely different profiles, alternately prepared for alternative pairing to save. The component design, which is provided on the one hand with mutual interface standardization and on the other hand, modularly interchangeable, differently assembled floor components, enables industrially rationalized, simplified logistics with greatly rationalized vehicle type variation with improved added value. The result is the brake drum variation for extended large-scale series variation within the framework of a so-called modular drum brake system (so-called drum brake family concept), in which very differently varied, i.e. differently profiled (i.e. adaptively assembled) floor components can be paired with friction ring components of basically the same dimensions in order to create a wide variety of wheel hub interfaces , packaging and design specifications of motor vehicle manufacturers without having to carry out a very expensive mold change for each of these cases (simplified carry-over from a quasi-standard cast friction ring component).

Obwohl die vorstehend beschriebene gegenseitige Fügung der zwei unterschiedlichen Bremstommelkomponenten prinzipiell nicht zwingend eine dritte Komponente erfordert, ist es in Ergänzung denkbar sowie möglich, dass in Variation - bei Bedarf die übertragenen Drehmomente optional mit einer zusätzlichen unlösbaren oder lösbare Verbindung (z.B. Passungsverbund, Löten, Schweißen, Halte- oder Befestigungselement wie Passfeder, Stift, Schraube, Niete oder äquivalent) übertragen wird. Diese zusätzliche bzw. gesonderte Absicherung der Formschlussverbindung bewirkt eine zusätzliche Sicherheit der Fixierung.Although the above-described mutual joining of the two different brake drum components in principle does not necessarily require a third component, it is additionally conceivable and possible that in variation - if necessary, the transmitted torques optionally with an additional non-detachable or detachable connection (E.g. fitting compound, soldering, welding, holding or fastening element such as feather key, pin, screw, rivet or equivalent) is transmitted. This additional or separate protection of the positive connection results in additional security of the fixation.

Ein Fügeprozess unter Ausführung mit besonders hoher Präzision bzw. die Dauerfestigkeit der gefügten Komponenten im bestimmungsgemäßen Gebrauch kann zudem noch durch die beiden folgenden Maßnahmenpakete noch zusätzlich verbessert werden. Die beiden Maßnahmenpakete sind dabei in den betreffenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jeweils selbständig für sich oder in gegenseitiger Kombination sinnvoll sowie möglich:

1) Durch besonders exakt - d.h. in sämtliche Raumachsen präzisiertes Ausrichten der Schnittstellen von Bremstrommelbodenkomponente zu der Bremstrommelreibringkomponente in einem erfindungsgemäß abgestimmten Montage- und Fügeprozess (Komponentenmontage + Umformungsprozess) - wird die erforderliche Konzentrizität und erforderliche gegenseitige Form- und Lagetoleranz (Rundlaufpräzision) zwischen den beiden Komponenten sichergestellt.
2) Es hat sich erwiesen, dass neben dem beschriebenen Formschluss eine integrale, gegenseitig federelastisch definierte, Vorspannwirkung in der/den Fügeschnittstelle(n) zwischen den zusammengefügten Komponente(n), zielführend sein kann, um dadurch eine Ausgleichsschnittstelle darzustellen, die eine integrale gegenseitige elastische Vorspannwirkung zwischen den gefügten Komponenten bewirkt. Prinzipiell kann die elastische Vorspannkraft in sämtliche Raumachsrichtungen gerichtet zwischen den gefügten Komponenten als gegenseitige Ausgleichskomponente mit Spiel eingefügt sein. Mit einer zugehörigen Skizze wird ein konstruktives Beispiel gegeben, wie die Schnittstelle mit einer axial gerichteten Vorspannkraft montiert und fixiert werden kann, damit Thermo- bzw. Dehneffekte selbsttätig ausgeglichen werden können. Zwecks Ausgestaltung der Konfektionierung mit integraler Ausgleichsschnittstelle ist es dafür mit besonderem Vorteil möglich sowie sinnvoll, eine Schäftung vorzusehen. Durch begrenzte Winkelabweichung/Kröpfung (Schäftungswinkel-) d.h. ohne sklavische Parallelität in der Fügeschnittstelle der Bodenkomponente zur Reibringkomponente (bzw. umgekehrt (wechselweise), und/oder durch eine leichte Schrägfläche (Konifizierung) in der gegenseitigen Anlage, die vorzugsweise an der reibringseitigen Schnittstelle allokiert sein kann, wird eine elastische Vorspannung zwischen den beiden Bauteilen induziert, welche Wärmeeinflüsse, Fertigungstoleranzen und Setzeffekte besonders günstig sowie zielführend kompensiert.

A joining process that is carried out with particularly high precision or the fatigue strength of the joined components when used as intended can also be further improved by the two following packages of measures. In the relevant embodiments of the present invention, the two packages of measures are useful and possible independently or in mutual combination:

1) The required concentricity and required mutual shape and position tolerance (concentricity precision) between the two is achieved by particularly precise - i.e. precise alignment of the interfaces of the brake drum base component to the brake drum friction ring component in all spatial axes in an assembly and joining process (component assembly + forming process) coordinated according to the invention components secured.
2) It has been shown that, in addition to the form fit described, an integral, mutually elastically defined prestressing effect in the joining interface(s) between the assembled component(s) can be expedient in order to thereby create a compensation interface that has an integral mutual causes elastic prestressing effect between the joined components. In principle, the elastic prestressing force directed in all spatial axis directions can be inserted between the joined components as a mutual compensating component with play. A constructive example is given with an accompanying sketch of how the interface can be mounted and fixed with an axially directed prestressing force so that thermal or expansion effects can be automatically compensated. For the purpose of designing the assembly with an integral compensating interface, it is particularly advantageous and useful to provide a shank. By limited angular deviation/offset (helix angle), i.e. without slavish parallelism in the joining interface of the base component to the friction ring component (or vice versa (alternately), and/or by a slight inclined surface (conification) in the mutual contact, which is preferably allocated at the interface on the friction ring side can be, an elastic prestress is induced between the two components, which compensates for thermal influences, manufacturing tolerances and setting effects in a particularly favorable and targeted manner.

Nachstehend zusammenfassend einige Vorteile der vorliegenden Erfindung:

• Verringerter Rohwerkstoffeinsatz bei Komponentenfertigung,
• Gewichts-Reduktion,
• verbessertes Schirmungsverhalten => konstantes c* über Temperatur),
• Bodenkomponente in Blechwerkstoff-Umformgestaltung ermöglicht vereinfachte Produktkennzeichnung (Prägung, Kundenlogo etc.),
• Montagefreundlich,
• zuliefergerecht verzweigter Komponentenfertigungs- + Fügeprozess,
• Günstige Komponentenfertigung durch Massentechnologie (Gießen, Trennen (Stanzen), Tiefziehen)
• Kraftfahrzeugverbundbremstrommel-Family-Konzept möglich (günstige Variantenbildung)
• NVH (Geräusch-)Vorteile (gewichtsneutrale Versteifung der Bodenkomponente durch Rippen applikationsgerecht etc.)
• Mit Ausführung in nichtrostendem Stahlblech, oder bspw. Aluminium-Blech ist für die Bodenkomponente die Rationalisierung der Oberflächenbehandlung möglich
• Symmetrische Ausführung => keine Verwechslungsgefahr recht / links
• Bei üblichen (bspw. Kleinwagen-)Bremsdrehmomenten kein Löten (oder andere unlösbare Verbindung) zwecks Bremsdrehmomentübertragung zwingend
• Reduzierter Zerspanungsaufwand (im Vergleich zu Vollgussbremstrommel)

Some advantages of the present invention are summarized below:

• Reduced use of raw materials in component manufacture,
• weight reduction,
• Improved shielding behavior => constant c* over temperature),
• Base component in sheet metal forming design enables simplified product labeling (embossing, customer logo, etc.),
• Easy to assemble,
• branched component manufacturing + joining process suitable for suppliers,
• Inexpensive component production using mass technology (casting, cutting (stamping), deep-drawing)
• Motor vehicle composite brake drum family concept possible (favorable variant formation)
• NVH (noise) advantages (weight-neutral stiffening of the floor component through ribs appropriate to the application, etc.)
• A rationalization of the surface treatment for the floor component is possible with the execution of stainless steel sheet or, for example, aluminum sheet
• Symmetrical design => no risk of confusion right / left
• With normal (e.g. small car) braking torques, no soldering (or other non-detachable connection) is required for braking torque transmission
• Reduced machining effort (compared to solid cast brake drums)

BezugszeichenlisteReference List

11: KraftfahrzeugverbundbremstrommelMotor vehicle composite brake drum
22: Bodenkomponentesoil component
33: Radnabewheel hub
44: Reibringkomponentefriction ring component
55: Reibflächefriction surface
66: Reibbelagfriction lining
77: Formschlusskupplungpositive clutch
88th: Fuge (axialgerichtet)Joint (Axial)
99: Fuge (radialgerichtet) Joint (radial)
1212: WerkzeugTool
1313: Kavitätcavity
1414: Werkstoffreservoir (Nut)Material reservoir (groove)
1515: Haltebundretaining collar
1616: Anschlag attack
2020: Bodenfloor
2121: Zargeframe
2222: Nockenvorsprungcam lobe
2323: Kavitätcavity
2424: Randedge
2525: Haltelascheretaining tab
2626: Lanzierunglance
2727: Sickebead
2828: Lötbezirk soldering district
FEFE: Flanschebeneflange level
ARAR: Arbeitsraumworking space
Axaxe: Axialrichtungaxial direction
RR: Radialrichtungradial direction
Ff: Kraftpower
: Arbeitsbewegung, VorschubWorking movement, feed
αa: (Anstell-)Winkel(attack) angle
δδ: Spaltrückfederunggap springback
1, 111, 11: Prozessschrittprocess step
a, baway: Einstichtiefe (Extremwerte)Puncture depth (extreme values)
XX: Deformationszonedeformation zone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102009044678 B4 [0002]
DE 102019200261 A1 [0003]
WO 2020/144251 A1 [0004, 0017, 0019]

Claims

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake, which combines at least one base component (2) as a wheel hub interface with at least one friction ring component (4) as a friction partner for at least one friction lining (6), in packaging as a multi-piece motor vehicle composite brake drum made up of different component materials, the components ( 2,4) as a form-fitting coupling (7) have matched flange sections with centering cylinder surfaces facing one another in a defined manner and/or with bearing cylinder surfaces facing one another in a defined manner, and are joined together coaxially to one another and firmly aligned in the axial direction Ax, with at least one fixing means between the components (2,4). is present, characterized in that the base component (2) is formed as a bowl with a base (20) and frame (21), and the frame (21) separately has at least one cam projection (22) which is used for torque transmission between Bo the component (2) and friction ring component (24) engages in a cavity (23) of the friction ring component (4) in a form-fitting manner, or vice versa.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake claim 1 , characterized in that the frame (21) surrounds and/or overlaps an edge (24) of the friction ring component (4) from the radial outside.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake claim 1 or 2 , characterized in that the cam projection (22) is formed as a toothing which defines a plurality of tooth projections on the base component (2), and wherein each tooth projection of the base component (2) engages in an associated tooth cavity on the friction ring component (4), or vice versa.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake claim 3 , characterized in that the tooth projections and the tooth cavities are provided on the respective component spaced apart from one another essentially with a regular pitch.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that a defined offset Vv, Vk is provided between tooth projections and tooth cavities, which offset defines a gap.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the toothing is designed as a spur gear toothing.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the toothing is designed as an axial and/or Hirth toothing.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that a joining interface between the floor component (2) and the friction ring component (4) comprises soldering.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the friction ring component (4) offset to a bearing surface and laterally adjacent next to a centering cylinder surface for the purpose of positive fixing via at least one recess for the purpose of receiving a retaining tab (25) the floor component (2) has.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the retaining tab (25) is present as a sheet metal limb projection of the floor component (2).

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake claim 10 , characterized in that the retaining tab (25) is present as an angled sheet metal bending leg projection.

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake claim 11 , characterized in that the retaining tab (25) is present as a sheet metal bending leg projection bent over several times.

Motor vehicle compound brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding ones claims 9 - 12 , characterized in that the retaining tab (25) is obtained through a hole in the frame (21), and wherein at least one cam projection (22) of the friction ring component (4) positively engages in the hole in the base component (2).

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake Claim 13 , characterized in that the form-fitting engagement between the hole and the cam projection (22) is provided by means of a lance (26) on the frame (21).

Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake Claim 14 , characterized in that the lance (26) and/or the hole in cooperation with the cam projection (22) are deformed in such a way that they engage with one another in a form-fitting manner such that the base component (2) and the friction ring component (4) are clamped towards one another in a secured position with a defined prestressing force are.

Manufacturing method for a motor vehicle composite brake drum (1) from at least two joined components made of different materials, in particular with the features according to one or more of Claims 1 - 15 , characterized in that a base component (2) and a friction ring component (4) are cleaned in a first work step, that aligned with each other supplied sections of the base component (2) to be paired and friction ring component (4) in a subsequent work step coaxially to each other and by positioning and/or coding/image capture and fixed to one another with correct positioning with deformation of at least one component.

Manufacturing method for a motor vehicle composite brake drum (1). Claim 16 , characterized in that the base component (2) and friction ring component (4) are mutually clamped together in the fixing process with a defined preload force, and the defined preload force is maintained during the deformation of the at least one component.

manufacturing process Claim 16 or 17 , characterized in that subsequent to the mutual fixing of the components, a method step is provided which includes a cohesive soldering and/or cohesive welding between the base component (2) and the friction ring component (4).

manufacturing process Claim 18 , characterized in that a brazing is defined between the components.

Manufacturing process according to one or more of claims 18 or 19 , characterized in that for the soldering of the components in a soldering area (28) a non-contact heat input using light energy, and / or wave energy and / or particle energy, such as in particular electron beam energy and / or laser beam energy is provided.

Manufacturing process according to one or more of claims 18 until 20 , characterized in that the soldering takes place with the aid of a robot, and wherein a soldering area (28) is automatically supplied with an additive material.

Manufacturing process according to one or more of Claims 16 - 21 for a motor vehicle composite brake drum (1), in particular with the features according to one or more of Claims 1 - 15 , characterized in that a final processing of the manufactured motor vehicle composite brake rotor (1) has at least one automated dynamic balancing process.

manufacturing process Claim 22 , characterized in that the balancing process is used for individual detection and needs-based combating of dynamic imbalance by one or more areas with a concentrated addition of mass(es) and/or one or more machining area(s) with selective processing for the purpose of removing material mass as required are provided on a motor vehicle compound brake drum (1).

Manufacturing process according to one or more of Claims 16 until 23 , characterized in that the base component (2) and the friction ring component (4) are delivered with induced surface treatment in such a way that a surface treatment of the manufactured composite motor vehicle brake drum (1) is rationalized, or that a final processing in the manufacturing process of a joined composite motor vehicle brake drum (1) has at least one Includes surface treatment process.