DE202020004103U1 - Brake lever for a brake of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Bremshebel (1) für eine Bremse eines Kraftfahrzeugs zur Übertragung einer Bremskraft von einem Aktuator in einen Bremsbetätigungsmechanismus für einen Reibungseingriff von Bremsbelägen, wobei der Bremshebel (1) ein Gehäuse (2,3) aus Gusseisen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen ein austenitisch-ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) ist.

Figure DE202020004103U1_0000
Brake lever (1) for a brake of a motor vehicle for transmitting a braking force from an actuator to a brake actuation mechanism for frictional engagement of brake linings, the brake lever (1) having a housing (2,3) made of cast iron, characterized in that the cast iron is austenitic -Ferritic cast iron with spheroidal graphite (ADI) is.
Figure DE202020004103U1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremshebel für eine Bremse eines Kraftfahrzeugs zur Übertragung einer Bremskraft von einem Aktuator in einen Bremsbetätigungsmechanismus für einen Reibungseingriff der Bremsbeläge.The present invention relates to a brake lever for a brake of a motor vehicle for transmitting a braking force from an actuator to a brake actuation mechanism for frictional engagement of the brake linings.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine spezielle Materialzusammensetzung von derartigen Bremshebeln.The invention relates in particular to a special material composition for such brake levers.

Bei Schwerlastkraftfahrzeugen, Bussen, Anhängern oder dergleichen kommen sowohl Trommelbremsen als auch Scheibenbremsen zum Einsatz, die jeweils einen Bremshebel aufweisen. Scheibenbremsen mit einer entsprechenden Hebelanordnung sind beispielsweise aus der EP 0 553 105 B1 oder der WO 2004/059187 A1 der Anmelderin bekannt. Vorzugsweise richtet sich die Erfindung jedoch an Trommelbremsen, bei denen der Bremshebel an einer S-Nockenkeilwelle angreift und ein Gehäuse aufweist, in das eine selbsttätige Nachstelleinrichtung aufgenommen ist, wie dies beispielsweise in der EP 0 598 290 B1 und der EP 1 064 472 B1 der Anmelderin oder der US 3,392,810 offenbart ist.In heavy-duty vehicles, buses, trailers or the like, both drum brakes and disc brakes are used, each of which has a brake lever. Disc brakes with a corresponding lever arrangement are for example from the EP 0 553 105 B1 or the WO 2004/059187 A1 known to the applicant. However, the invention is preferably aimed at drum brakes in which the brake lever engages an S-cam spline shaft and has a housing in which an automatic adjustment device is received, as is the case, for example, in FIG EP 0 598 290 B1 and the EP 1 064 472 B1 the applicant or the U.S. 3,392,810 is revealed.

Der Bremshebel für derartige Trommelbremsen dient dazu, die lineare Bewegung eines Stößels von einem pneumatischen oder hydraulischen Aktuator in eine Rotationsbewegung eines Nockens einer solchen Trommelbremsenanordnung umzuwandeln, um bei Bremsbetätigung die Bremsbeläge der Bremsbelagschuhe anzustellen. Der Bremshebel selbst ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und weist einen Gehäuseabschnitt auf, in welchem eine selbsttätige Nachstelleinrichtung aufgenommen ist, um einen Ausgleich des Verschleißes der Bremsbelagschuhe der Trommelbremse zu ermöglichen. Zur genauen Funktionsweise der selbsttätigen Nachstelleinrichtung und des Bremshebels in diesem Zusammenhang soll beispielsweise auf die EP 0 598 290 B1 der Anmelderin verwiesen werden.The brake lever for such drum brakes is used to convert the linear movement of a tappet from a pneumatic or hydraulic actuator into a rotational movement of a cam of such a drum brake arrangement in order to adjust the brake linings of the brake lining shoes when the brake is actuated. The brake lever itself is preferably designed in one piece and has a housing section in which an automatic adjustment device is received in order to enable compensation for the wear on the brake lining shoes of the drum brake. For the exact functioning of the automatic adjustment device and the brake lever in this context, for example, refer to EP 0 598 290 B1 be referred to the applicant.

Hinsichtlich der in einer solchen Trommelbremse vorherrschenden dynamischen und statischen Kraftbelastungen ist folglich der Bremshebel als das wesentliche und kritische Bauteil der Gesamtanordnung anzusehen. Der Bremshebel ist im Allgemeinen als ein längliches Bauteil ausgebildet mit einem Gehäuseabschnitt, in welchen die selbsttätige Nachstelleinrichtung eingefügt ist, und mit einem Hebelabschnitt, der ein freies Ende aufweist, das mit dem Aktuator in Verbindung steht.With regard to the dynamic and static force loads prevailing in such a drum brake, the brake lever is consequently to be regarded as the essential and critical component of the overall arrangement. The brake lever is generally designed as an elongated component with a housing section in which the automatic adjustment device is inserted, and with a lever section which has a free end which is connected to the actuator.

Bisher waren der Bremshebel und insbesondere das Gehäuse zur Aufnahme der Nachstelleinrichtung üblicherweise aus einem Gusseisen mit Kugelgraphit gefertigt, das mit unterschiedlichen ferritischen und perlitischen Anteilen vorlag, das heißt dass die Grundmasse des Gusseisens aus Ferrit bis Perlit besteht. Kugelgraphit bedeutet hierbei, dass der freie Kohlenstoff in der Ferrit- und/oder Perlitmatrix in sphärischer, das heißt kugel- oder knötchenartiger Form eingebettet vorliegt. Es handelt sich hierbei um eine spezielle Ausscheidungsform des Kohlenstoffs in einer Kugelform, das heißt im Unterschied zu Stahl ist der Kohlenstoff nicht direkt in die Elementarzelle des Eisens eingelagert, sondern bildet unterschiedlich geformte Graphitphasen innerhalb der Legierung aus.So far, the brake lever and in particular the housing for receiving the adjustment device were usually made of a cast iron with spheroidal graphite, which was present with different ferritic and pearlitic proportions, that is, the base mass of the cast iron consists of ferrite to pearlite. In this context, spheroidal graphite means that the free carbon is embedded in the ferrite and / or pearlite matrix in a spherical, that is to say spherical or nodular form. This is a special form of precipitation of carbon in a spherical shape, i.e. in contrast to steel, the carbon is not directly embedded in the unit cell of iron, but forms differently shaped graphite phases within the alloy.

Dabei bewirkt ein größerer Anteil von Perlit in der Matrix eine erhöhte Härte und Festigkeit, während ein größerer Anteil von Ferrit sich für eine bessere Dehnbarkeit bzw. Duktilität und leichtere maschinelle Bearbeitbarkeit verantwortlich zeichnet.A larger proportion of pearlite in the matrix results in increased hardness and strength, while a larger proportion of ferrite is responsible for better elasticity or ductility and easier machinability.

Alternativ zu Gusseisen kann das Gehäuse eines Bremshebels nach dem Stand der Technik auch aus Stahl geschmiedet sein.As an alternative to cast iron, the housing of a brake lever according to the prior art can also be forged from steel.

Das Gehäuse bzw. der Gehäuseabschnitt des Bremshebels, in welchem die Nachstelleinrichtung angeordnet ist, weist mehrere innere Oberflächenabschnitte auf, die einem großen Druckkontakt und Verschleiß ausgesetzt sind, da sich an diesen Abschnitten Elemente der Nachstelleinrichtung abstützen, diese als Widerlager oder als entsprechende Lagerfläche für bewegliche Bauteile der Nachstelleinrichtung nutzen.The housing or the housing section of the brake lever, in which the adjustment device is arranged, has several inner surface sections that are exposed to great pressure contact and wear, since elements of the adjustment device are supported on these sections, these as abutments or as a corresponding bearing surface for movable ones Use components of the adjustment device.

Aus diesen Gründen ist es notwendig, diese inneren Oberflächen einer härtenden Wärmebehandlung zu unterziehen. Zum Einsatz kommt hierbei beispielsweise auch die Nitrierhärtung dieser Oberflächen. Derartige Härteverfahren sind sehr kostenintensiv. Darüber hinaus kommen bei derartigen Härtebehandlungen Chemikalien zum Einsatz, die die Umwelt und die Sicherheit sowie das Wohl der Arbeiter während der industriellen Fertigung erheblich negativ beeinflussen.For these reasons, it is necessary to subject these inner surfaces to a hardening heat treatment. Nitriding of these surfaces is also used here, for example. Such hardening processes are very costly. In addition, chemicals are used in such hardening treatments, which have a considerable negative impact on the environment and safety as well as the well-being of the workers during industrial production.

An dem freien Ende des Bremshebels ist dieser mit einem Stößel eines pneumatischen oder hydraulischen Aktuators verbunden, indem ein Bolzen eine Ausnehmung in dem oberen Hebelabschnitt und eine Gabellasche des Aktuatorstößels durchsetzt. Die Ausnehmung im oberen Hebelabschnitt ist oftmals dadurch verstärkt, dass eine Lagerhülse eingepresst ist, die den während der Bremsbetätigung auftretenden Reibungseffekten einen besseren Verschleißwiderstand entgegenzusetzen vermag. Auch dieser zusätzliche Arbeitsschritt mit dem zusätzlichen Bauteil wirkt sich negativ auf die Gesamtkosten der Herstellung eines solchen Bremshebels aus.At the free end of the brake lever, the latter is connected to a tappet of a pneumatic or hydraulic actuator in that a bolt penetrates a recess in the upper lever section and a fork bracket of the actuator tappet. The recess in the upper lever section is often reinforced by the fact that a bearing sleeve is pressed in, which is able to counteract the frictional effects occurring during the brake actuation with better wear resistance. This additional work step with the additional component also has a negative effect on the overall costs of producing such a brake lever.

Allgemein ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremshebel für eine Bremse, wie einer Trommelbremse oder einer Scheibenbremse, zur Verfügung zu stellen, der einerseits kostengünstiger herstellbar ist und andererseits wesentlich bessere Materialeigenschaften sowohl hinsichtlich der Bearbeitbarkeit als auch hinsichtlich der Lebensdauer und der Funktionssicherheit aufweist.In general, it is an object of the present invention to provide a brake lever for a brake such as a drum brake or a Disc brake, available, which on the one hand can be produced more cost-effectively and on the other hand has significantly better material properties both in terms of machinability and in terms of service life and functional reliability.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, die insbesondere für den Bereich der Trommelbremsen bekannten Unzulänglichkeiten für Bremshebel auszuräumen.Another object of the invention is to remedy the inadequacies for brake levers, which are known in particular for the drum brake sector.

Gelöst werden diese Aufgaben mit einem Bremshebel nach Anspruch 1 sowie mit einer Trommelbremse nach Anspruch 10 bzw. mit einer Scheibenbremse nach Anspruch 11.These objects are achieved with a brake lever according to claim 1 and with a drum brake according to claim 10 or with a disc brake according to claim 11.

Der Kern der Erfindung liegt demzufolge darin, dass das Gehäuse des Bremshebels aus einem austenitisch-ferritischen bzw. ausferritischen Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt ist, auch ADI (Austempered Ductile Iron) genannt. Idealerweise ist der Bremshebel einstückig aus einem solchen Gusseisen hergestellt.The core of the invention is therefore that the housing of the brake lever is made from an austenitic-ferritic or austenitic-ferritic or austenitic cast iron with spheroidal graphite, also called ADI (Austempered Ductile Iron). Ideally, the brake lever is made in one piece from such a cast iron.

ADI ist ein Gusseisenwerkstoff, bei dem der Kohlenstoff als Kugel ausgebildet ist und die Mikrogefügematrix aus Ausferrit besteht. Dieser Ausferrit ist ein feinkörniges Gemisch aus Ferrit und stabilisiertem Austenit, welches die hohe Festigkeit und die Duktilität des ADI gewährleistet.ADI is a cast iron material in which the carbon is designed as a sphere and the microstructure matrix consists of ausferrite. This ausferrite is a fine-grained mixture of ferrite and stabilized austenite, which ensures the high strength and ductility of the ADI.

Die ausferritische Struktur wird dadurch erreicht, dass das Gussteil auf eine Austenitisierungstemperatur erhitzt und dann für eine vorbestimmte Zeitdauer in ein Bad eingetaucht wird, das eine bestimmte Temperatur beibehält.The austenitic structure is achieved in that the casting is heated to an austenitizing temperature and then immersed for a predetermined period of time in a bath which maintains a certain temperature.

Je nach chemischer Zusammensetzung und damit einhergehend je nach Ausbildung der metallischen Matrix weist der ADI-Werkstoff eine gute maschinelle Bearbeitbarkeit auf, was aus der Zugabe von hauptsächlich Nickel (Ni) und ebenso Kupfer (Cu) resultiert.Depending on the chemical composition and, consequently, depending on the design of the metallic matrix, the ADI material has good machinability, which results from the addition of mainly nickel (Ni) and also copper (Cu).

ADI ist ein legierter Sphäroguss, der kombiniert mit einer speziellen Wärmebehandlung zu entsprechenden Material- und damit Bearbeitungseigenschaften führt.ADI is an alloyed nodular cast iron, which, combined with a special heat treatment, leads to corresponding material and therefore machining properties.

In einer ersten Ausführungsform des Bremshebels gemäß der Erfindung weist das ADI-Gusseisen Kohlenstoff (C) mit einem Gewichtsanteil von 3,5 - 3,75 % auf.In a first embodiment of the brake lever according to the invention, the ADI cast iron has carbon (C) with a weight fraction of 3.5-3.75%.

In einer zweiten Ausführungsform des Bremshebels gemäß der Erfindung weist das ADI-Gusseisen Silicium (Si) mit einem Gewichtsanteil von maximal 2,8 % auf.In a second embodiment of the brake lever according to the invention, the ADI cast iron has silicon (Si) with a weight fraction of a maximum of 2.8%.

In einer dritten Ausführungsform des Bremshebels gemäß der Erfindung weist das ADI-Gusseisen Mangan (Mn) mit einem Gewichtsanteil von 0,25 - 0,35 % auf.In a third embodiment of the brake lever according to the invention, the ADI cast iron has manganese (Mn) with a weight fraction of 0.25-0.35%.

In einer vierten Ausführungsform des Bremshebels gemäß der Erfindung weist das Gusseisen (ADI) Kupfer (Cu) mit einem Gewichtsanteil von 0,20 - 1,00 %, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von 0,50 - 1,00 % auf.In a fourth embodiment of the brake lever according to the invention, the cast iron (ADI) has copper (Cu) with a weight fraction of 0.20-1.00%, preferably with a weight fraction of 0.50-1.00%.

In einer fünften Ausführungsform des Bremshebels gemäß der Erfindung weist das ADI-Gusseisen Nickel (Ni) mit einem Gewichtsanteil von 0,20 - 1,00 %, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von 0,35 - 1,00 % und insbesondere vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von 0,35 - 0,85 % auf.In a fifth embodiment of the brake lever according to the invention, the ADI cast iron has nickel (Ni) with a weight proportion of 0.20-1.00%, preferably with a weight proportion of 0.35-1.00% and particularly preferably with a weight proportion from 0.35 to 0.85%.

Je nach Auswahl der oben genannten Materialanteile und/oder entsprechender Wärmebehandlungsverfahren lassen sich so entsprechende Zugfestigkeiten, Härten und 0,2%-Dehngrenzen realisieren, wodurch gezielt auf die maschinelle Bearbeitbarkeit eines solchen Bremshebels Einfluss genommen werden kann.Depending on the selection of the above-mentioned material proportions and / or corresponding heat treatment processes, corresponding tensile strengths, hardnesses and 0.2% elongation limits can be achieved, whereby the machinability of such a brake lever can be influenced in a targeted manner.

Die Erfindung zeichnet sich durch den Vorteil aus, dass für ein geplantes Bauteil, wie einem Bremshebel für eine Trommelbremse oder eine Scheibenbremse, aus einem ADI-Gusseisen ein besserer Abgleich zwischen der maschinellen Bearbeitbarkeit einerseits und der Festigkeit andererseits bewerkstelligt werden kann.The invention is characterized by the advantage that for a planned component, such as a brake lever for a drum brake or a disc brake, made of ADI cast iron, a better comparison between the machinability on the one hand and the strength on the other hand can be achieved.

Die maschinelle Bearbeitbarkeit wird hauptsächlich durch die Härte der jeweils härtesten Stellen innerhalb der zu bearbeitenden Bauteilkomponenten bestimmt. Hierbei gibt es sehr harte Stellen im Gusseisen, wo das Material aufgrund Abkühlzeit usw. härter ist als in der unmittelbaren Umgebung (Makrobereich). Darüber hinaus können sehr kleine, lokal begrenzte harte Stellen im Mikrobereich auftreten, die sich aufgrund einer nicht-homogenen Struktur des Materials des Gusseisens mit Kugelgraphit ausbilden. Da der Anteil dieser Bereiche durch die Abkühlzeit usw. beeinflusst wird, sind sehr große Variationen zwischen den härtesten und den weichsten Stellen bei herkömmlichen Gusseisen die Regel. Demgegenüber zeigt ADI-Gusseisen mit Kugelgraphit eine sehr viel homogenere Struktur als herkömmliche Gusseisensorten, die im Mikrobereich diese Stellen bzw. Abschnitte mit unterschiedlichen Härten aufweisen.The machinability is mainly determined by the hardness of the hardest points within the component to be machined. There are very hard areas in the cast iron where the material is harder than in the immediate vicinity (macro area) due to the cooling time etc. In addition, very small, locally limited hard spots in the micro range can occur, which are formed due to a non-homogeneous structure of the material of the spheroidal graphite cast iron. Since the proportion of these areas is influenced by the cooling time, etc., very large variations between the hardest and softest points are the rule with conventional cast iron. In contrast, ADI cast iron with spheroidal graphite shows a much more homogeneous structure than conventional types of cast iron, which have these points or sections with different hardnesses in the micro range.

Es zeigt sich auch der Nachteil bei herkömmlichen Gusseisen mit üblichen ferritischen und perlitischen Anteilen, dass stets im Bereich der Oberfläche eine dünne Schicht mit einem reduzierten Perlit-Anteil auftritt, was die tatsächlich nutzbare Festigkeit reduziert, denn es sind die Stellen mit dem weichsten Material, die hauptsächlich die nutzbare Festigkeit eines Bauteils bestimmen.There is also the disadvantage of conventional cast irons with the usual ferritic and pearlitic components that there is always a thin layer with a reduced percentage of pearlite in the area of the surface, which reduces the actually usable strength, because these are the areas with the softest Material that mainly determines the usable strength of a component.

Aus diesen Gründen ist es eine übliche Vorgehensweise der Konstrukteure, vorab eine obere Grenze für die Härte eines zu gießenden Bauteils festzulegen, mit der Maßgabe, Probleme, und damit verbundene hohe Kosten, bei einer anschließenden maschinellen Bearbeitung zu vermeiden. Ausgehend von dieser Härte wählt der Konstrukteur dann den entsprechenden Werkstoff aus und legt danach abschließend die tatsächlich mögliche nutzbare Festigkeit für seine Festigkeitsberechnungen fest.For these reasons, it is a common practice of designers to set an upper limit for the hardness of a component to be cast in advance, with the proviso that problems, and the associated high costs, are avoided in subsequent machining. Based on this hardness, the designer then selects the appropriate material and then finally defines the actually possible usable strength for his strength calculations.

Verwendet der Konstrukteur ADI-Gusseisen mit den vorhergehend erwähnten Gewichtsanteilen der einzelnen Bestandteile gemäß der Erfindung, wird er folglich zu einer beträchtlich höheren nutzbaren Festigkeit für das zu gießende Bauteil gelangen, als dies für herkömmliches Gusseisen mit Kugelgraphit der Fall wäre.If the designer uses ADI cast iron with the aforementioned weight proportions of the individual components according to the invention, he will consequently arrive at a considerably higher usable strength for the component to be cast than would be the case for conventional spheroidal graphite cast iron.

Es zeigt sich, dass durch die Verwendung von ADI-Gusseisen gemäß der Erfindung für einen Bremshebel eine wesentlich höhere Festigkeit bewerkstelligt werden kann, während sich gleichzeitig die maschinelle Bearbeitbarkeit in idealen Bereichen bewegt.It has been shown that by using ADI cast iron according to the invention for a brake lever, a significantly higher strength can be achieved, while at the same time the machinability moves in ideal ranges.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung noch eine Trommelbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem automatischen Gestängesteller, der einen Bremshebel nach einem der vorhergehend erwähnten Ausführungsformen aufweist, sowie eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Bremsbetätigungsmechanismus, der einen Bremshebel nach einem der vorhergehend erwähnten Ausführungsformen aufweist.In addition, the invention relates to a drum brake, in particular for commercial vehicles, with an automatic slack adjuster, which has a brake lever according to one of the aforementioned embodiments, and a disc brake, in particular for commercial vehicles, with a brake actuation mechanism, which has a brake lever according to one of the aforementioned embodiments having.

Die beigefügten 1 und 2 zeigen zur Veranschaulichung der Erfindung einen Bremshebel für eine Trommelbremse, wobei

  • 1 eine Seitenansicht des Bremshebels im Teilschnitt und
  • 2 eine Schnittdarstellung entlang A - A aus 1 wiedergibt.
The attached 1 and 2 show to illustrate the invention a brake lever for a drum brake, wherein
  • 1 a side view of the brake lever in partial section and
  • 2 a sectional view along A - A 1 reproduces.

Der Bremshebel 1 ist einstückig aufgebaut und weist einen oberen Hebelabschnitt 2 und einen unteren Gehäuseabschnitt 3 zur Aufnahme einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung 4 auf.The brake lever 1 is constructed in one piece and has an upper lever portion 2 and a lower housing section 3 to accommodate an automatic adjustment device 4th on.

Ein Schneckenrad 5 der Nachstelleinrichtung 4 ist in einer entsprechenden Ausnehmung 6 im Gehäuseabschnitt 3 drehbar aufgenommen und wirkt mit entsprechenden Innenkeilnuten mit einer hier nicht näher dargestellten S-Nockenkeilwelle für die Bremsbeläge zusammen. Das Schneckenrad 5 kämmt mit einer Schneckenspindel 7, die in dem Gehäuseabschnitt 3 senkrecht zu dem Schneckenrad 5 in einer entsprechenden Ausnehmung 8 gelagert ist.A worm wheel 5 the adjustment device 4th is in a corresponding recess 6th in the housing section 3 rotatably received and cooperates with corresponding internal splines with an S-cam spline shaft not shown here for the brake linings. The worm wheel 5 combs with a worm spindle 7th that are in the housing section 3 perpendicular to the worm wheel 5 in a corresponding recess 8th is stored.

Hinsichtlich der Art und Funktion der übrigen Bauteile des selbsttätigen Nachstelleinrichtung, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll, wird hiermit auf die EP 0 598 290 B1 der Anmelderin verwiesen.With regard to the type and function of the other components of the automatic adjustment device, which will not be discussed in detail here, is hereby referred to EP 0 598 290 B1 referred to the applicant.

Wie zu erkennen ist, weist die Ausnehmung 6 für das Schneckenrad 5 entsprechende innere Lagerflächen 9 auf, ebenso wie die Ausnehmung 8 für die Schneckenspindel 7 entsprechende Lagerflächen 10 aufweist.As can be seen, the recess 6th for the worm wheel 5 corresponding inner storage areas 9 on, as well as the recess 8th for the worm spindle 7th appropriate storage space 10 having.

An diesen inneren Lagerflächen 9, 10 herrscht ein starker Druckkontakt vor, weswegen diese Lagerflächen bisher durch entsprechende Härteverfahren, wie beispielsweise Nitrierhärten, bearbeitet werden mussten, mit den bereits oben erwähnten Nachteilen einer erhöhten Umweltbelastung sowie damit verbundenen Kostennachteilen.On these inner storage areas 9 , 10 There is a strong pressure contact, which is why these bearing surfaces had to be processed by appropriate hardening processes, such as nitriding, with the above-mentioned disadvantages of increased environmental pollution and the associated cost disadvantages.

Die Verwendung von ADI-Gusseisen, das im Vergleich zu herkömmlichen ferritischen oder perlitischen Sorten für die gleiche Härte, wie vorgehend erwähnt, eine höhere nutzbare Festigkeit aufweist, bietet daher gegenüber sehr hohen Druckbelastungen, vor allem im Punktbereich, einen erhöhten Widerstand, ohne sich plastisch zu verformen.The use of ADI cast iron, which compared to conventional ferritic or pearlitic grades for the same hardness, as mentioned above, has a higher usable strength, therefore offers increased resistance to very high pressure loads, especially in the point area, without becoming plastic to deform.

Insbesondere hinsichtlich der inneren Lagerflächen 9, 10 in dem Gehäuseabschnitt 3 des Bremshebels 1 für eine Trommelbremse zeigt sich der Einsatz von ADI-Gusseisen mit den gemäß der Erfindung vorgesehenen chemischen Zusammensetzungen als besonders vorteilhaft, da die erwähnten nachträglichen Härtungsverfahren vollständig entfallen können. Maschinelle Bearbeitungsschritte an den Lagerflächen 9, 10 lassen sich insgesamt leichter durchführen.Especially with regard to the inner bearing surfaces 9 , 10 in the housing section 3 of the brake lever 1 For a drum brake, the use of ADI cast iron with the chemical compositions provided according to the invention has proven to be particularly advantageous, since the mentioned subsequent hardening processes can be completely dispensed with. Mechanical processing steps on the storage areas 9 , 10 can be carried out more easily overall.

Im oberen Bereich des Hebelabschnitts 2 ist eine Ausnehmung 11 vorgesehen, die der Verbindung mit einem hier nicht näher dargestellten Stößel eines Aktuators dient. Hierbei durchgreift ein Bolzen diese Ausnehmung 11. Aufgrund der Relativbewegungen zwischen dem Bolzen des Stößels und der Ausnehmung 11 des Hebelabschnitts 2 bei einer Schwenkbewegung des Bremshebels 1 muss der dadurch auftretenden Reibung ein entsprechender Widerstand entgegengesetzt werden, um den Verschleiß gering zu halten, weshalb die Ausnehmung 11 oftmals dadurch verstärkt wird, dass eine entsprechende gehärtete Lagerhülse bei Bremshebeln im Stand der Technik in die Ausnehmung eingepresst wird.In the upper area of the lever section 2 is a recess 11 provided, which is used to connect to a tappet of an actuator, not shown here. A bolt extends through this recess 11 . Due to the relative movements between the bolt of the plunger and the recess 11 of the lever section 2 when the brake lever is pivoted 1 the resulting friction must be countered with a corresponding resistance in order to keep the wear low, which is why the recess 11 This is often reinforced by pressing a corresponding hardened bearing sleeve into the recess in brake levers in the prior art.

Da das ADI-Gusseisen bei gleicher Härte eine bessere nutzbare Festigkeit aufweist, ist es auch für die Ausnehmung 11 nicht mehr notwendig, eine zusätzliche Lagerhülse vorzusehen, da die Innenfläche der Ausnehmung 11 bereits selbst dem Druckkontakt des Bolzens einen ausreichend großen Widerstand entgegensetzen kann, ohne sich zu verformen. Als Folge davon lassen sich die Kosten durch eine verkürzte Montagezeit und durch das Weglassen einer zusätzlichen Lagerhülse weiter reduzieren. Since the ADI cast iron has better usable strength with the same hardness, it is for the recess 11 no longer necessary to provide an additional bearing sleeve, since the inner surface of the recess 11 can even offer a sufficiently large resistance to the pressure contact of the bolt without deforming. As a result, the costs can be further reduced by shortened assembly time and by omitting an additional bearing sleeve.

Selbsterklärend stellt der Bremshebel, sei es für eine Scheibenbremse oder eine Trommelbremse, eine wesentliche sicherheitskritische Komponente der gesamten Bremsanordnung dar, da im Fall eines Versagens, beispielsweise An- oder Durchbrechens des Bremshebels, die Bremsfunktion für das entsprechende Rad komplett ausfallen würde.It goes without saying that the brake lever, be it for a disc brake or a drum brake, represents an essential safety-critical component of the entire brake arrangement, since in the event of a failure, for example the brake lever breaking or breaking, the braking function for the corresponding wheel would fail completely.

Gusseisenwerkstoffe, die ähnliche Bearbeitungseigenschaften aufweisen und sich im Bereich ähnlicher 0,2%-Dehngrenzen wie das erfindungsgemäße Gusseisen bewegen, sind jedoch, wie vorhergehend bereits mehrfach erwähnt wurde, weniger homogen und weisen vermehrt Gussfehler auf, die dann Ausgangspunkte für sich ausbreitende Risse sein können. Ein derartiges Bruchrisiko wird jedoch durch die weitaus homogenere Struktur des ausferritischen Gusseisens mit Kugelgraphit gemäß der Erfindung vermieden, wodurch sich dessen Einsatz für einen Bremshebel besonders eignet.Cast iron materials that have similar processing properties and are in the range of 0.2% yield strengths similar to those of the cast iron according to the invention are, however, as already mentioned several times above, less homogeneous and have more casting defects, which can then be the starting point for spreading cracks . However, such a risk of breakage is avoided by the much more homogeneous structure of the ausferritic cast iron with spheroidal graphite according to the invention, which makes its use particularly suitable for a brake lever.

Die Ausnehmungen 6 und 8 mit ihren zylindrischen Flächen weisen minimal größere Abmessungen auf als das Schneckenrad 5 und die Schneckenspindel 7, weshalb die zylindrischen Flächen sich elastisch und plastisch verformen, wenn während der Bremsbetätigung hohe Kräfte durch das Schneckenrad 5 bzw. die Schneckenspindel 7 auf diese Flächen ausgeübt werden. Bei der Verwendung von herkömmlichen Gusseisen zeigen sich auf Grund der schlechteren Bearbeitbarkeit oftmals Abmessungsabweichungen oder auch Gussfehler. Durch die geringere Duktilität im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen ADI-Gusseisen zeigen derartige Fehler das Risiko von Rissbildungen während der Verformung. Das Risiko wird darüber hinaus noch erhöht, da eine Härtebehandlung der entsprechenden Lagerflächen 9, 10 die Duktilität weiter herabsetzt.The recesses 6th and 8th with their cylindrical surfaces have minimally larger dimensions than the worm wheel 5 and the worm spindle 7th , which is why the cylindrical surfaces are elastically and plastically deformed when high forces from the worm wheel during brake actuation 5 or the worm spindle 7th be exercised on these surfaces. When using conventional cast iron, due to the poor machinability, dimensional deviations or casting errors are often found. Due to the lower ductility in comparison to the ADI cast iron according to the invention, such defects show the risk of cracking during the deformation. In addition, the risk is increased as the corresponding bearing surfaces are hardened 9 , 10 further reduces the ductility.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen ADI-Gusseisens für den Hebel 1 werden die Verformungen, die aus dem durch das Schneckenrad 5 bzw. der Schneckenspindel 7 ausgeübten Druck resultieren, durch eine höhere Duktilität des umgebenden Materials der Lagerflächen 9, 10 besser vertragen, so dass derartige Rissbildungen während der Verformung ausgeschlossen werden können.When using the ADI cast iron according to the invention for the lever 1 are the deformations that result from being caused by the worm wheel 5 or the worm spindle 7th exerted pressure result, through a higher ductility of the surrounding material of the bearing surfaces 9 , 10 better tolerated, so that such cracking during the deformation can be excluded.

Darüber hinaus zeigt sich auch ein Vorteil des ausferritischen Gusseisens mit Kugelgraphit gemäß der Erfindung darin, dass der erforderliche Anteil des in Kugeln oder Knötchen verfestigten Kohlenstoffs im Vergleich zu den ferritischen und perlitischen Sorten erheblich reduziert ist, um die Mindesteigenschaften bei Zugbeanspruchung zu erfüllen. Bei herkömmlichen Gusseisen mit Kugelgraphit wird aufgrund des Herstellungsverfahrens der Kohlenstoff dazu bewegt, sich in Form von Kugeln zu verfestigen, anstatt in der Form von Flocken wie beim Grauguss. Sollte jedoch diese Kugelbildung aus irgendwelchen Gründen fehlschlagen bzw. nicht vollständig vollendet werden können, ist das Gusseisen weitaus spröder und neigt dadurch zu leichter Rissbildung, wodurch sich das Risiko von Brüchen erhöht.In addition, an advantage of the ausferritic cast iron with spheroidal graphite according to the invention is that the required proportion of carbon solidified in spheres or nodules is considerably reduced compared to the ferritic and pearlitic types in order to meet the minimum properties under tensile stress. In conventional spheroidal graphite cast irons, the manufacturing process causes the carbon to solidify in the form of spheres, rather than in the form of flakes as in gray cast iron. However, if this ball formation fails or cannot be completely completed for any reason, the cast iron is far more brittle and tends to crack easily, which increases the risk of breakage.

Derartige Unzulänglichkeiten bei der Herstellung im Material von entsprechenden Bauteilen werden durch die Verwendung von ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit gemäß der Erfindung ausgeschlossen, was insbesondere für einen Bremshebel die Sicherheit in der Anwendung wesentlich erhöht.Such deficiencies in the production of the material of corresponding components are excluded by the use of ausferritic cast iron with spheroidal graphite according to the invention, which in particular increases the safety in use for a brake lever.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (11)

Bremshebel (1) für eine Bremse eines Kraftfahrzeugs zur Übertragung einer Bremskraft von einem Aktuator in einen Bremsbetätigungsmechanismus für einen Reibungseingriff von Bremsbelägen, wobei der Bremshebel (1) ein Gehäuse (2,3) aus Gusseisen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen ein austenitisch-ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) ist.Brake lever (1) for a brake of a motor vehicle for transmitting a braking force from an actuator to a brake actuation mechanism for frictional engagement of brake linings, the brake lever (1) having a housing (2,3) made of cast iron, characterized in that the cast iron is austenitic -Ferritic cast iron with spheroidal graphite (ADI) is. Bremshebel (1) nach Anspruch 1, bei dem das Gusseisen (ADI) Kohlenstoff (C) mit einem Gewichtsanteil von 3,5 - 3,75 % aufweist.Brake lever (1) Claim 1 , in which the cast iron (ADI) contains carbon (C) with a weight fraction of 3.5-3.75%. Bremshebel (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Gusseisen (ADI) Silicium (Si) mit einem Gewichtsanteil von maximal 2,8 % aufweist.Brake lever (1) Claim 1 or 2 , in which the cast iron (ADI) has silicon (Si) with a weight fraction of a maximum of 2.8%. Bremshebel (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das Gusseisen (ADI) Mangan (Mn) mit einem Gewichtsanteil von 0,25 - 0,35 % aufweist.Brake lever (1) Claim 1 , 2 or 3 , in which the cast iron (ADI) contains manganese (Mn) with a weight fraction of 0.25-0.35%. Bremshebel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Gusseisen (ADI) Kupfer (Cu) mit einem Gewichtsanteil von 0,20 - 1,00 % aufweist.Brake lever (1) after one of the Claims 1 to 4th , in which the cast iron (ADI) has copper (Cu) with a weight fraction of 0.20 - 1.00%. Bremshebel (1) nach Anspruch 5, bei dem das Gusseisen (ADI) Kupfer (Cu) mit einem Gewichtsanteil von 0,50 - 1,00 % aufweist.Brake lever (1) Claim 5 , in which the cast iron (ADI) has copper (Cu) with a weight proportion of 0.50 - 1.00%. Bremshebel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Gusseisen (ADI) Nickel (Ni) mit einem Gewichtsanteil von 0,20 - 1,00 % aufweist.Brake lever (1) after one of the Claims 1 to 6th , in which the cast iron (ADI) has nickel (Ni) with a weight fraction of 0.20 - 1.00%. Bremshebel (1) nach Anspruch 7, bei dem das Gusseisen (ADI) Nickel (Ni) mit einem Gewichtsanteil von 0,35 - 1,00 % aufweist.Brake lever (1) Claim 7 , in which the cast iron (ADI) has nickel (Ni) with a weight fraction of 0.35 - 1.00%. Bremshebel (1) nach Anspruch 8, bei dem das Gusseisen (ADI) Nickel (Ni) mit einem Gewichtsanteil von 0,35 - 0,85 % aufweist.Brake lever (1) Claim 8 , in which the cast iron (ADI) has nickel (Ni) with a weight fraction of 0.35-0.85%. Trommelbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem automatischen Gestängesteller, der einen Bremshebel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Drum brake, especially for commercial vehicles, with an automatic slack adjuster that has a brake lever (1) according to one of the Claims 1 to 9 having. Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Bremsbetätigungsmechanismus, der einen Bremshebel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Disc brake, in particular for commercial vehicles, with a brake actuation mechanism which has a brake lever (1) according to one of the Claims 1 to 9 having.
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