DE102022204951A1

DE102022204951A1 - Rotationsasymmetrische Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102022204951A1
Application number: DE102022204951.9A
Authority: DE
Inventors: Hatem Shahin; Kai Braun; Lothar Wagner
Original assignee: HL Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2022-05-18
Filing date: 2022-05-18
Publication date: 2023-11-23
Also published as: US20230375056A1; KR20230161359A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremstrommel (10) für eine Trommelbremse eines Kraftfahrzeugs, die Bremstrommel (10) hat:- einen Ringabschnitt (20), der sich konzentrisch um eine Drehachse (R) erstreckt; und- einen kreisförmigen Wandabschnitt (12), der sich in einem Winkel zur Drehachse (R) erstreckt;wobei die Bremstrommel (10) mindestens einen Bereich (25, 33) aufweist, der von mindestens einem der folgenden abweicht:a) einer rotationssymmetrischen Konfiguration der Bremstrommel (10) in Bezug auf die Drehachse (R);b) einem Material, das von mindestens einem anderen Bereich der Bremstrommel (10) umfasst ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines Pkw, eines Lkw oder eines Busses.
Trommelbremsen sind eine bewährte Bremstechnik für Kraftfahrzeuge. Sie umfassen in der Regel eine Bremstrommel mit einer Kontaktfläche an einer inneren Umfangsfläche und eine Trägerplatte, die Bremsbacken mit einem Reibbelag für den Kontakt mit der Kontaktfläche trägt. Ein Beispiel findet sich in KR 2006 006 3092 A .
Hinsichtlich der Geräuschentwicklung bestehender Trommelbremsen besteht noch Verbesserungsbedarf. So wurde beispielsweise festgestellt, dass Bremstrommeln in erheblichem Maße dazu beitragen können, Schwingungen zu erzeugen und/oder zu verbreiten, die als akustischer Lärm wahrnehmbar sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Kraftfahrzeugs hinsichtlich ihres Schwingungsverhaltens und insbesondere ihres Geräuscherzeugungspotentials zu verbessern.
Dieser Zweck wird durch eine Bremstrommel und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen erreicht.
Dementsprechend wird eine Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Kraftfahrzeugs offenbart, wobei die Bremstrommel aufweist:

- einen Ringabschnitt, der sich konzentrisch um eine Drehachse erstreckt; und
- einen kreisförmigen Wandabschnitt, der sich in einem Winkel zur Drehachse erstreckt;

a) einer (z. B. ansonsten oder überwiegend) rotationssymmetrische Anordnung der Bremstrommel in Bezug auf die Drehachse;
b) einem Material, das von mindestens einem anderen (z. B. zweiten) Bereich der Bremstrommel umfasst ist, wobei dieser andere Bereich z. B. der Ringabschnitt oder der Wandabschnitt ist.

Begriffe wie „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ können sich hierin auf die Drehachse beziehen. Eine axiale Richtung kann sich entlang der genannten Achse erstrecken, eine radiale Richtung kann sich orthogonal dazu erstrecken und eine Umfangsrichtung kann sich um die genannte Achse herum erstrecken.
Mit den obigen Optionen a) und b) weist die offengelegte Bremstrommel im Vergleich zu bestehenden Konstruktionen zusätzliche Konstruktionsparameter auf, die zur Begrenzung der Vibrationen und damit des Niveaus von erzeugtem Lärm beitragen können.
Gemäß der Option a) ist die Bremstrommel rotationssymmetrisch mit Ausnahme des mindestens einen Bereichs. Anders ausgedrückt: Die Bremstrommel wäre völlig rotationssymmetrisch, wenn der mindestens eine Bereich nicht vorhanden wäre (und die Bremstrommel stattdessen in diesem Bereich ähnlich wie ihre benachbarten Bereiche konfiguriert wäre). Dementsprechend kann der mindestens eine Bereich die Bremstrommel rotationsasymmetrisch machen und/oder einen rotationsasymmetrischen Bereich davon definieren.
Die Rotationsasymmetrie kann insbesondere umfassen, dass es nur einen Drehwinkel (insbesondere einen Drehwinkel von 360°, d. h. eine volle Umdrehung) gibt, bei dem die Bremstrommel ihrer Form und/oder Konfiguration vor der Rotation entsprechen kann. Dementsprechend kann die Rotationsasymmetrie Konstruktionen ausschließen, die eine Reihe definierter Teilumdrehungen aufweisen, die jeweils durch Rotationswinkel von weniger als 360° gekennzeichnet sind und dazu führen, dass die Bremstrommel ihrer Form und/oder Konfiguration vor der Rotation entspricht. Solche Teilumdrehungen könnten z. B. dadurch definiert werden, dass lokale Formabweichungen in regelmäßigen Winkelabständen voneinander entlang des Umfangs der Bremstrommel verteilt sind.
Durch die Rotationsasymmetrie lassen sich die Eigenfrequenzen der Bremstrommel deutlicher von Eigenfrequenzen mechanisch hiermit gekoppelter Bauteile, z. B. von Achsbauteilen oder anderen Bremskomponenten, abgrenzen. Darüber hinaus und z. B. in Abhängigkeit von der Position des mindestens einen Bereichs kann dies eine klare Trennung der Eigenfrequenzen verschiedener Abschnitte der Bremstrommel (insbesondere des Ringabschnitts und des Wandabschnitts) ermöglichen.
Durch die Trennung der Eigenfrequenzen wird die Ausbreitung von Schwingungen und damit der Geräuschpegel begrenzt. Anders ausgedrückt: Auf diese Weise kann das Ausmaß, in dem die Bremstrommel als Vibrationsquelle wirkt, begrenzt werden.
Gemäß Option b) kann die Bremstrommel mindestens einen Bereich mit einem ersten Material und mindestens einen anderen Bereich mit einem abweichenden zweiten Material umfassen. Der andere Bereich kann den Rest der Bremstrommel oder einen Großteil davon umfassen, z. B. in Bezug auf das Volumen oder das Gewicht. Auch dies trägt dazu bei, Eigenfrequenzen zwischen verschiedenen Abschnitten der Bremstrommel zu trennen. Dies kann auch eine Wirkung der Bremstrommel als anregbares Bauteil begrenzen, sodass der von der Bremstrommel an die Umgebung abgegebene Lärm begrenzt wird.
Letzteres betrifft vor allem Ausführungsformen, bei denen das abweichende Material an oder nahe einer Oberfläche der Bremstrommel angeordnet ist.
Die Bremstrommel kann aus einem Stück bestehen oder, anders ausgedrückt, ein einteiliges Bauteil sein. Insbesondere im Falle der Option b) kann es sich um ein mehrteiliges Bauteil handeln, wobei der mindestens eine Bereich von einem ihrer Bauteile umfasst sein kann. Andererseits kann der mindestens eine Teil, insbesondere bei Anwendung einer additiven Fertigungstechnologie, ein einteiliger, integraler Bereich der Bremstrommel sein, bei dem ein aufgebrachtes oder verfestigtes Material von einem Material der restlichen Bremstrommel abweicht.
Der Ringabschnitt kann sich konzentrisch zur und/oder um die Drehachse erstrecken. Er kann kreisförmig sein. Er kann einen zylindrischen Abschnitt definieren, insbesondere eine Zylindermantelfläche oder einen Zylindermantel (z. B. einen Zylinder ohne Bodenflächen). Der Ringabschnitt kann eine äußere und/oder innere Umfangsfläche der Bremstrommel definieren, wobei sich jegliche dieser Flächen z. B. um die Drehachsen erstreckt. An einer inneren Umfangsfläche des Ringabschnitts kann eine Kontaktfläche für den Kontakt mit einer Bremsbacke ausgebildet sein. Der Ringabschnitt kann den größten Durchmesser der Bremstrommel definieren.
Der Wandabschnitt kann plattenförmig und/oder im Wesentlichen eben sein. Er kann sich orthogonal zur Drehachse erstrecken. Er kann sich mit dem Ringabschnitt vereinigen und/oder in diesen übergehen. Der Ringabschnitt kann sich orthogonal zum Wandabschnitt erstrecken. Der Wandabschnitt kann sich konzentrisch zur Drehachse erstrecken.
Der Wandabschnitt kann einen Verbindungsbereich zum Verbinden der Bremstrommel mit einem Achsbauteil und/oder mit einem Fahrzeugrad umfassen. Die Bremstrommel kann daher im Allgemeinen dazu eingerichtet sein, sich gemeinsam mit dem Achsbauteil und/oder dem Fahrzeugrad zu drehen. Der Verbindungsbereich kann ein Nabenbereich sein. Er kann mindestens ein durchgehendes Loch aufweisen, z. B. zur Aufnahme eines mechanischen Befestigungselements (z. B. eines Bolzens). Der Verbindungsbereich kann sich in einem geometrischen Zentrum des Wandabschnitts befinden und/oder dieses umfassen. Er kann von der Drehachse geschnitten werden.
Der Wandabschnitt kann eine Grundfläche eines Zylinders bilden, dessen Mantel durch den Ringabschnitt gebildet wird. Die Bremstrommel kann als einseitig offener Zylinder ausgebildet sein, z. B. durch das Fehlen einer dem Wandabschnitt gegenüberliegenden Bodenfläche.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Bereich gemäß Option a) von einem von Ringabschnitt und Wandabschnitt umfasst, wobei der entsprechen andere von Ringabschnitt und Wandabschnitt rotationssymmetrisch ist. Das ermöglicht eine besonders effektive Trennung der Eigenfrequenzen zwischen Wandabschnitt und Ringabschnitt.
In einem Beispiel weisen sowohl der Ringabschnitt als auch der Wandabschnitt jeweils einen Bereich gemäß Option a) auf, wobei sich dieser Bereich in mindestens einer Dimension und/oder in ihrer Umfangsposition voneinander unterscheiden. In diesem Fall können sowohl der Ringabschnitt als auch der Wandabschnitt rotationsasymmetrisch sein. Ihre Rotationsasymmetrie kann jedoch aufgrund der unterschiedlichen Dimension und/oder Position ihrer jeweiligen rotationsasymmetrischen Bereiche unterschiedlich sein. So können die Eigenfrequenzen des Wandabschnitts und des Ringabschnitts zuverlässig von den Eigenfrequenzen benachbarter Komponenten sowie von den Eigenfrequenzen des jeweils anderen von Wandabschnitt und Ringabschnitt getrennt werden. Dies sorgt für eine besonders effektive Schwingungsdämpfung.
Im Allgemeinen wird durch die Rotationsasymmetrie, wie z. B. durch Option a) bereitgestellt, eine Differenz der Eigenfrequenzen zwischen dem Ringabschnitt und dem Wandabschnitt definiert und/oder erhöht.
Gemäß einem weiteren Beispiel ist die Abweichung von der Rotationssymmetrie gemäß Option a) durch mindestens eine lokale Strukturabweichung, insbesondere eine Aussparung, eine zusätzliche Masse, einen Hohlraum oder eine Änderung der Materialstärke (z. B. eine lokale Erhöhung/Versteifung oder Verringerung/Schwächung des Materials der Bremstrommel) des Materials der Bremstrommel definiert. Die Aussparung, die zusätzliche Masse und die Veränderung der Materialstärke können auch als Formabweichungen bezeichnet werden. Dementsprechend kann eine Rotationsasymmetrie durch die Aussparung, die zusätzliche Masse, den Hohlraum oder die Veränderung der Materialstärke verursacht oder definiert werden.
Die zusätzliche Masse kann ein Vorsprung oder eine Ausstülpung sein oder allgemein eine Abweichung von einer Grundform des Wandabschnitts (z. B. einer Plattenform) oder des Ringabschnitts (z. B. einer Ring- oder Zylindermantelform) darstellen. Am Ringabschnitt kann sie einen radialen Vorsprung bilden. Wenn sie am Wandabschnitt vorgesehen ist, kann sie einen axialen Vorsprung bilden.
Die zusätzliche Masse kann als Schwingungsdämpfer oder -absorber wirken, z. B. indem sie die Masse der Bremstrommel zumindest lokal erhöht. Die zusätzliche Masse kann sich an einer äußeren Umfangsfläche des Ringabschnitts oder in der Nähe einer radial äußeren Kante des Wandabschnitts befinden. Beide dieser Positionen tragen dazu bei, ihren Hebelarm in Bezug auf die Drehachse zu vergrößern.
Die Aussparung kann z. B. eine kreisförmige, runde oder polygonale Vertiefung sein.
In einem Aspekt wird die Rotationsasymmetrie durch mindestens drei lokale Strukturabweichungen definiert, die als jeweilige Bereich gemäß Option a) wirken, wobei jeweils zwei benachbarte lokale Strukturabweichungen durch einen Winkelabstand voneinander beabstandet sind und die Winkelabstände zwischen den lokalen Strukturabweichungen ungleichmäßig sind. Mit anderen Worten: Die lokalen Strukturabweichungen sind in Umfangsrichtung ungleichmäßig oder unregelmäßig verteilt. Dies ist eine einfache, aber wirksame Methode, um die Asymmetrie zu definieren.
In einem weiteren Beispiel ist die Rotationsasymmetrie durch eine Vielzahl Iokaler Strukturabweichungen definiert, wobei die lokalen Strukturabweichungen voneinander verschieden sind. In diesem Fall kann der Abstand oder die Verteilung der Strukturabweichungen gleichmäßig sein, die Strukturabweichungen können jedoch unterschiedlich sein, z. B. unterschiedlich groß und/oder geformt. Dies ist ebenfalls eine einfache, aber effektive Möglichkeit, die Rotationsasymmetrie zu definieren.
Nach einer weiteren Ausführungsform, die auf der Option b) beruht, umfasst der mindestens eine materialmäßig abweichende Bereich entweder den Wandabschnitt oder den Ringabschnitt. Dementsprechend können der Wandabschnitt und der Ringabschnitt im Allgemeinen ein anderes Material umfassen. Auch hierdurch können der Wandabschnitt und der Ringabschnitt unterschiedliche Schwingungseigenschaften aufweisen, insbesondere in Bezug auf ihre sich nicht überschneidenden Eigenfrequenzen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform, die auf der Option b) basiert, umfasst der Bereich mindestens eine Schicht, die an mindestens einem der Wandabschnitte oder Ringabschnitte befestigt ist. Diese Schicht kann mindestens einen Hohlraum enthalten.
Das Material der Schicht kann nicht-metallisch sein. Es kann sich von dem Material eines Wandabschnitts oder Ringabschnitts unterscheiden. Es kann porös und/oder mindestens dreimal so elastisch wie ein Material des Wandabschnitts oder Ringabschnitts sein, wie z. B. definiert durch ein E-Modul. Dementsprechend kann das Material als schwingungsdämpfendes und insbesondere als geräuschdämpfendes Element wirken. Dadurch kann die Amplitude der erzeugten Schwingungen, insbesondere in radialer Richtung, begrenzt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Bremstrommel eines Kraftfahrzeugs, wobei die Bremstrommel aufweist:

a) einer Rotationssymmetrie der Bremstrommel in Bezug auf die Drehachse;
b) einem Material, das von einem Rest der Bremstrommel umfasst ist.

Das Verfahren kann ferner umfassen: Herstellen des mindestens einen Bereichs durch eine additive Fertigungstechnologie. Die additive Fertigungstechnologie kann z. B. eine selektive Verfestigungstechnologie, wie das selektive Laserschmelzen, oder eine selektive Aufbringungstechnologie umfassen. Mit Hilfe der additiven Fertigung lassen sich die hierin offenbarten Strukturmerkmale besonders effizient und präzise herstellen. Bereiche mit abweichendem Material können ebenfalls durch additive Fertigung hergestellt werden, z. B. durch lokale Variation eines aufgebrachten oder verfestigten Materials. Es ist auch möglich, z. B. den Wandabschnitt und den Ringabschnitt separat durch additive Fertigungstechnologie (oder eine andere Fertigungstechnologie) herzustellen und anschließend den Wandabschnitt und den Ringabschnitt zum Ausbilden der Trommelbremse zu verbinden.
Das Verfahren kann sämtliche weiteren Maßnahmen oder Schritte umfassen, um eine Bremstrommel gemäß jeglicher der hierin offenbarten Konfigurationen herzustellen.
Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren erläutert. Figurenübergreifend können gleiche Merkmale durch gleiche Bezugszeichen markiert sein.

Die 1A-B zeigen eine Querschnittsansicht (1A) und eine Vorderansicht (1B) einer Bremstrommel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die 2A-B zeigen eine Querschnittsansicht (2A) und eine Vorderansicht (2B) einer Bremstrommel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die 3A-B zeigen eine Querschnittsansicht (3A) und eine Vorderansicht (3B) einer Bremstrommel gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die 4A-B zeigen eine Querschnittsansicht (4A) und eine Vorderansicht (4B) einer Bremstrommel gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Die 5A-B zeigen eine Querschnittsansicht (5A) und eine Vorderansicht (5B) einer Bremstrommel gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
Die 6A-B zeigen eine Querschnittsansicht (6A) und eine Vorderansicht (6B) einer Bremstrommel gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Die 7A-B zeigen eine Querschnittsansicht (7A) und eine Vorderansicht (7B) einer Bremstrommel gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
Die 8A-B zeigen eine Querschnittsansicht (8A) und eine Vorderansicht (8B) einer Bremstrommel gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung.
Die 9A-B zeigen eine Querschnittsansicht (9A) und eine Vorderansicht (9B) einer Bremstrommel gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung.
Die 10A-B zeigen eine Querschnittsansicht (10A) und eine Vorderansicht (10B) einer Bremstrommel gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung.
Die 11A-B zeigen eine Querschnittsansicht (11A) und eine Vorderansicht (11B) einer Bremstrommel gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung.
Die 12A-B zeigen eine Querschnittsansicht (12A) und eine Vorderansicht (12B) einer Bremstrommel gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung.

Die 1A und 1B zeigen eine Bremstrommel 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Bremstrommel 10 ist dazu eingerichtet, sich um eine Drehachse R zu drehen. 1a ist eine Querschnittsansicht der Bremstrommel 10, wobei die Querschnittsebene die Drehachse R beinhaltet. 1B ist eine Vorderansicht der Bremstrommel 10, wobei die Drehachse R orthogonal zur Bildebene verläuft. Die Bremstrommel 10 ist als einteiliges Bauteil mit einer homogenen Materialstruktur ausgeführt.
Die Bremstrommel 10 umfasst einen kreisförmigen Wandabschnitt 12, der plattenförmig ist und sich in einem Winkel zur Drehachse R erstreckt. Der Wandabschnitt 12 erstreckt sich beispielsweise in einem Winkel von mehr als 60° oder mehr als 80° zur Drehachse R und kann im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse R verlaufen.
Der Wandabschnitt 12 weist in seinem geometrischen Zentrum, das von der Drehachse R geschnitten wird, einen Verbindungsbereich 14 zum Verbinden mit einem Achsbauteil auf. Als optionales Merkmal umfasst der Verbindungsbereich 14 eine Mehrzahl von außermittig angeordneten Durchgangslöchern 18 zur Aufnahme von mechanischen Befestigungselementen, wie z. B. Bolzen, um an der Achskomponente und/oder an einem Fahrzeugrad befestigt zu werden.
Die Bremstrommel 10 umfasst auch einen Ringabschnitt 20. Der Ringabschnitt 20 ist als Abschnitt einer Zylindermantelfläche ausgebildet, der konzentrisch zur Drehachse R angeordnet ist und sich um diese erstreckt. Der Wandabschnitt 12 geht in den Ringabschnitt 20 über und erstreckt sich in einem Winkel dazu. Dieser Winkel kann z.B. mindestens 60° oder mehr als 80° betragen und/oder der Wandabschnitt 12 kann sich im Wesentlichen orthogonal zum Ringabschnitt 20 erstrecken. Der Ringabschnitt 20 erstreckt sich im Wesentlichen in axialer Richtung.
Der Ringabschnitt 20 weist an seiner inneren Umfangsfläche 22 eine z.B. metallische Kontaktfläche auf, um von einer nicht abgebildeten Bremsbacke berührt zu werden, um eine Bremswirkung zu erzeugen. In allgemein bekannter Weise kann die Bremsbacke dazu eingerichtet sein, einen ringförmigen und nicht abgebildeten Reibbelag zu tragen, der ein Reibmaterial umfasst.
Die Bremstrommel 10 weist Aussparungen 24 auf, die in dem Ringabschnitt 20 angeordnet sind und sich von einer axialen Stirnseite 16 des Ringabschnitts 20 axial nach innen erstrecken. Die Aussparungen 24 bilden jeweils eine Strukturabweichung zu benachbarten bzw. umgebenden Bereichen des Ringabschnitts 20, die frei von Aussparungen (d. h. massiv) sind.
Wie in den 1A-B dargestellt, ist die Bremstrommel 10 im Allgemeinen rotationssymmetrisch in Bezug auf die Drehachse R. Dies gilt jedoch nicht für die Aussparungen 24. Jeder von ihnen bildet somit einen rotationsasymmetrischen Bereich 25 der Bremstrommel 10, der zu der insgesamt nicht rotationssymmetrischen Konstruktion der Bremstrommel 10 beiträgt. Alternativ können die Aussparungen 24 auch gemeinsam einen jeweiligen rotationsasymmetrischen Bereich 25 oder ein Muster bilden.
Genauer gesagt sind die Winkelabstände zwischen den Aussparungen 24 ungleichmäßig. Zum Beispiel beträgt der Winkelabstand zwischen den oberen Aussparungen 24 in 1B etwa 90°, wobei der Winkelabstand zwischen der unteren Aussparung 24 und jeder der oberen Aussparungen 24 etwa 135° beträgt.
Daher kann die Bremstrommel 20 nur dann ihre Form und/oder Ausrichtung von 1B annehmen oder wiederherstellen, wenn sie um eine volle Umdrehung von 360° gedreht wird. Jede Teilumdrehung von weniger als 360° führt dazu, dass die Aussparungen 24 anders verteilt sind als in 1B und somit nicht die dort gezeigte Konfiguration wiederherstellen.
Die Aussparungen 24 werden mit einer additiven Fertigungstechnologie hergestellt. Sie können aber auch durch Metallguss oder durch maschinelle Bearbeitung hergestellt werden.
Bei der Ausführungsform der 1A-B sind die Aussparungen 24 nur im Ringabschnitt 20 vorgesehen. Daher ist nur der Ringabschnitt 20 durch eine Rotationsasymmetrie gekennzeichnet, während der Wandabschnitt 12 rotationssymmetrisch ist. Dadurch werden die Eigenfrequenzen des Ringabschnitts 20 und des Wandabschnitts 12 zuverlässig auseinander gehalten.
Die 2A-B zeigen eine alternative Ausführungsform, bei der die Rotationsasymmetrie des Ringabschnitts 20 durch die Positionierung zusätzlicher Massen 26 am Ringabschnitt 20 erreicht wird. Diese Zusatzmassen 26 bilden radiale Vorsprünge oder radiale Erhebungen der Bremstrommel 10.
Auch hier sind die Zusatzmassen 26 in unregelmäßigen Winkelabständen zueinander verteilt. Die oberste und die linke Zusatzmasse 26 haben einen Winkelabstand von 90° zueinander und etwa 135° zur rechten Zusatzmasse 26. Die Zusatzmassen 26 bilden somit jeweils einen rotationsasymmetrischen Bereich 25 der Bremstrommel 10. Als beispielhafte Option sind die Zusatzmassen 26 an einer äußeren Umfangsfläche des Ringabschnitts 20 angeordnet. Sie können mit der Bremstrommel 10 verbunden oder integral mit ihr geformt werden, insbesondere durch eine additive Fertigungstechnologie.
In den 3A-B ist der Ringabschnitt 20 rotationssymmetrisch, der Wandabschnitt 12 jedoch nicht. Insbesondere umfasst der Wandabschnitt 20 eine Reihe von Hohlräumen 13, die wiederum in Umfangsrichtung ungleichmäßig voneinander beabstandet sind. Sie bilden also jeweils einen rotationsasymmetrischen Bereich 25 der Bremstrommel 10.
In den 4A-B ist der Ringabschnitt 20 rotationssymmetrisch, der Wandabschnitt 12 jedoch nicht, da er zusätzliche Massen 26 an einer Rückseite des Wandabschnitts 12 aufweist. Wie in 4B dargestellt, sind die mindestens drei zusätzlichen Massen 26 in unregelmäßigen Abständen von 90° und 180° zueinander angeordnet. Sie bilden also jeweils einen rotationsasymmetrischen Bereich 25 der Bremstrommel 10.
Generell kann jede der dargestellten Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. Die 5A-B zeigen eine Ausführungsform, bei der eine den 4A-B, 1A-B und 2A-B ähnliche Konfiguration kombiniert wird. Dementsprechend werden unregelmäßig verteilte Zusatzmassen 26 im Wandabschnitt 12 mit einer einzigen Zusatzmasse 26 (oder alternativ einer unregelmäßig verteilten Vielzahl) im Ringabschnitt 20 kombiniert. Außerdem ist am Ringabschnitt 20 eine einzelne Aussparung 24 (oder alternativ eine unregelmäßig verteilte Vielzahl) vorgesehen.
Die 5A-B zeigen eine Ausführungsform mit einer anderen Kombination von rotationsasymmetrischen Bereichen 25. Insbesondere sind am Ringabschnitt 20 eine Mehrzahl von ungleichmäßig geformten und verteilten Aussparungen 24 vorgesehen. Außerdem ist am Ringabschnitt 20 eine einzige zusätzliche Masse 26 (oder alternativ eine unregelmäßig verteilte Mehrzahl) vorgesehen. Außerdem weist der Wandabschnitt 12 eine Mehrzahl von unregelmäßig verteilten und/oder unregelmäßig großen Hohlräumen 30 auf.
Die Ausführungsform der 7A-B und 8A-B (die auch miteinander oder mit jeder anderen hierin offenbarten Ausführungsform kombiniert werden können) umfasst Bereiche 25, die eine Rotationsasymmetrie durch eine unterschiedliche Materialstärke (oder anders ausgedrückt eine unterschiedliche Materialdicke oder Wandstärke) definieren.
Im Fall der 7A-B hat der Ringabschnitt 20 eine erste verringerte Materialstärke t0 und eine zweite vergrößerte Materialstärke t1. Diese definieren eine Rotationsasymmetrie, die dadurch entsteht, dass der Ringabschnitt 20 entlang seiner Umfangsrichtung eine unterschiedliche Materialstärke aufweist (siehe 7B). Der Wandabschnitt 12 weist eine kontinuierliche oder zumindest nicht rotationsasymmetrisch verteilte Materialstärke auf. Gemäß der 7B kann die Veränderung kontinuierlich sein, muss es aber nicht. Sie könnte auch schrittweise erfolgen. Zum Beispiel könnten der obere und der untere Bereich mit den unterschiedlichen Stärken t1, t0 durch einen Umfangsabschnitt mit konstanter Materialstärke verbunden werden.
In den 8A-B ist die Variation der Materialstärken im Wandabschnitt 12 bereitgestellt. Auch hier kann diese Veränderung kontinuierlich in Umfangsrichtung oder schrittweise erfolgen. Der Ringabschnitt 20 hat eine kontinuierliche oder zumindest eine nicht rotationsasymmetrisch verteilte Materialstärke.
Die 9A-B, 10A-B, 11A-B und 12A-B zeigen jeweils Bremstrommelkonstruktionen mit Abweichungen in Bezug auf das Material. Insbesondere umfasst jede dieser Ausführungsformen mindestens einen Bereich 33, dessen Material sich von einem Material mindestens eines anderen Bereichs der Bremstrommel 10 (z. B. eines Hauptteils in Bezug auf Gewicht oder Volumen) unterscheidet. Insbesondere kann sich das Material des genannten Bereichs 33 von dem des Wandabschnitts 12 und des Ringabschnitts 20 unterscheiden. Die Ausführungsformen der 9A-B, 10A-B, 11A-B und 12A-B können mit jeder der vorhergehenden Ausführungsformen oder miteinander kombiniert werden.
In den 9A-B, 10A-B, 11A-B wird das Material der Abweichung durch Anbringen einer schwingungsdämpfenden und geräuschabsorbierenden Schicht 32 bereitgestellt, die insbesondere aus einem flexiblen und/oder elastischeren Material als der Wandabschnitt 12 und der Ringabschnitt 20 hergestellt ist. Die geräuschabsorbierende Schicht 32 kann beispielsweise einen flexiblen Schaumstoff umfassen, während der Rest der Bremstrommel 10 einen metallischen Werkstoff umfasst. Als zusätzliches optionales Merkmal umfasst die flexible Schicht 32 Hohlräume 30. Diese können winkelbezogen regelmäßig oder unregelmäßig verteilt sein, wobei im letzteren Fall ein rotationsasymmetrischer Bereich 25 definiert wird, wie oben beschrieben.
In den 9A-B ist die Schicht 32 ringförmig und an einer äußeren Umfangsfläche des Ringabschnitts 20 befestigt. In 9B ist eine Umfangsposition ausgewählter Hohlräume 32 dargestellt.
In den 10A-B ist die Schicht 32 plattenförmig und an einer Rückseite des Wandabschnitts 12 befestigt. In ihrem geometrischen Zentralbereich nimmt die Schicht 32 optional den Verbindungsbereich 14 auf. Als bloßes Beispiel umfasst die Schicht 32 Hohlräume 30, deren Anordnung in 1B dargestellt ist.
In den 11A-B sind die Ausführungsformen der 9A-B und 11A-B kombiniert.
In den 12A-B beinhaltet die Materialabweichung, dass der Wandabschnitt 12 und der Ringabschnitt 12 aus einem anderen Material hergestellt und entlang einer Verbindungsfläche 41 verbunden sind.
Liste der Bezugszeichen

10: Bremstrommel
12: Wandabschnitt
14: Verbindungsbereich
16: Stirnseite
18: Durchgangsbohrung
20: Ringabschnitt
22: innere Umfangsfläche
24: Vertiefung
25: rotationsasymmetrischer Bereich
26: zusätzliche Masse
30: Hohlraum
32: geräuschdämpfende Schicht
41: Verbindungsfläche
R: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 20060063092 A [0002]

Claims

Bremstrommel (10) für eine Trommelbremse eines Kraftfahrzeuges, wobei die Bremstrommel (10) aufweist: - einen Ringabschnitt (20), der sich konzentrisch um eine Drehachse (R) erstreckt; und - einen kreisförmigen Wandabschnitt (12), der sich in einem Winkel zur Drehachse (R) erstreckt; wobei die Bremstrommel (10) mindestens einen Bereich (25, 33) aufweist, der von mindestens einem der folgenden abweicht: a) einer rotationssymmetrischen Konfiguration der Bremstrommel (10) in Bezug auf die Drehachse (R); b) einem Material, das von mindestens einem anderen Bereich der Bremstrommel (10) umfasst ist.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 1 Option a), wobei der mindestens eine Bereich (25) von dem Ringabschnitt (20) oder dem Wandabschnitt (12) umfasst ist, wobei der entsprechend andere von Ringabschnitt (20) und Wandabschnitt (12) rotationssymmetrisch ist.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 1 Option a) oder Anspruch 2, wobei sowohl der Ringabschnitt (20) als auch der Wandabschnitt (12) jeweils einen Bereich (25) gemäß Option a) aufweisen, wobei sich die Bereiche (25) in mindestens einer Abmessung und/oder in ihrer Umfangsposition voneinander unterscheiden.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 1 Option a) oder einem der Ansprüche 2-3, wobei durch die Rotationsasymmetrie eine Differenz der Eigenfrequenzen zwischen Ringabschnitt (20) und Wandabschnitt (12) definiert und/oder vergrößert wird.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 1 Option a) oder einem der Ansprüche 2-4, wobei die Abweichung von der Rotationssymmetrie durch mindestens eine lokale Strukturabweichung definiert ist, insbesondere eine Aussparung (24), ein Hohlraum (32), eine hinzufügte Masse (26) oder eine Änderung der Materialstärke (t0, t1).
Bremstrommel (10) nach Anspruch 5, wobei mindestens drei lokale Strukturabweichungen vorgesehen sind, die ungleichmäßig in einer Umfangsrichtung verteilt sind.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Abweichung von der Rotationssymmetrie durch eine Mehrzahl von lokalen Strukturabweichungen definiert ist, wobei die lokalen Strukturabweichungen voneinander verschieden sind.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 1 Option b), wobei der Bereich (33) entweder den Wandabschnitt (12) oder den Ringabschnitt (20) umfasst.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 1 Option b), wobei der Bereich mindestens eine Schicht (32) umfasst, die an mindestens einem von Wandabschnitt (12) oder Ringabschnitt (20) angeordnet ist.
Bremstrommel (10) nach Anspruch 9, wobei die Schicht (32) mindestens einen Hohlraum (30) aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Bremstrommel (10) für eine Trommelbremse eines Kraftfahrzeuges, wobei die Bremstrommel (10) aufweist: - einen Ringabschnitt (20), der sich konzentrisch um eine Drehachse (R) erstreckt; und - einen kreisförmigen Wandabschnitt (12), der sich in einem Winkel zur Drehachse (R) erstreckt; - wobei das Verfahren die Herstellung mindestens eines Bereichs (25, 33) der Bremstrommel (10) umfasst, der von mindestens einem der folgenden abweicht: a) einer rotationssymmetrischen Konfiguration der Bremstrommel (10) in Bezug auf die Drehachse (R); b) einem Material, das von mindestens einem anderen Bereich der Bremstrommel (10) umfasst ist.
Verfahren nach Anspruch 11, umfassend: Herstellen des mindestens einen Bereichs (25, 33) durch eine additive Fertigungstechnologie.