DE2107064A1

DE2107064A1 - Bremsscheibe aus zwei Metallen

Info

Publication number: DE2107064A1
Application number: DE19712107064
Authority: DE
Inventors: Roger Grenoble Huet (Frankreich)
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1971-02-15
Publication date: 1971-08-26
Also published as: FR2079895A5; NL7101504A; US3732953A; GB1309368A

Description

2107064 Dr. E. Wetzel ⁸-^{500 Nürnber}e ι. ^11#Febr·⁷¹

" " Hefnersplatz 3 - Poitfaeh 9347

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Postecheckkonto NOrnberg 11161 I—Un»er Zeichen bitte immeranoeben—,

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Merlin Gerin, Grenoble (Frankreich)

Bremsscheibe aus zwei Metallen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer aus zwei Metallen bestehenden Bremsscheibe sowie auf durch ein solches Verfahren hergestellte Bremsscheiben, insbesondere für Rennwagenbremsen.

Die immer größer werdenden Leistungen der Rennwagen erfordern erhöhte Bremsmöglichkeiten, durch die die Bremsscheibe stark beansprucht wird.

Es ist bekannt, daß die Bremsscheiben eine gute Wärmeleitfähigkeit zur Förderung der Ableitung der durch die Bremsung entstandenen Wärme, eine genügende mechanische Widerstandsfähigkeit, insbesondere bei erhöhten Betriebstemperaturen, und außerdem.einenReibungskoeffizienten aufweisen müssen, der für eine wirksame Bremsung bei Verwendung von Bremsbacken geeignet ist.

Die Bremsmöglichkeiten der üblichen Gußscheiben sind sehr begrenzt, und durch die Verwendung von massiven Scheiben aus einer Kupfer-Chrom-Legierung konnte eine merkliche Verbes-

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serung erreicht werden. Dennoch sind solche Kupfer-Chrom-Scheiben sehr, schwer, und ihre sich daraus ergebende zu-

den

sätzliche Trägheit ist besonders bei/hohen Geschwindigkeiten der derzeitigen Rennwagen lästig«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Machteile zu beseitigen und eine aus zwei Metallen bestehende Bremsscheibe mit sehjogroßer Bremswirkung und stark reduziertem ™ Gewicht zu schaffen.

Das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der aus vorgefertigten Bauelementen aus einem Material hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit mit einem geeigneten Reibungskoeffizienten bestehenden Reibscheiben der Bremsscheibe in dem aus Leichtmetall bestehenden Körper der Bremsscheibe während des Gießens dieses Körpers so erfolgt, daß eine metallurgische tk Homogenität und eine dauerhafte Verbindung gewährleistet sind. Die aus einer Leichtmetallegierung gegossenen Brems— scheiben veisen bei hohen Betriebstemperaturen von 250 bis 350° gute mechanische Eigenschaften auf und haben außerdem den Vorteil einer sehr großen Wärmeleitfähigkeit, wodurch die durch, die Reibung der Bremsbacken hervorgerufene Wärme sicher abgeführt wird.

Diese Legierungen, die z.B. vom Typ A-USNZr {französische Normen) oder RR.350 (Rolls-Royce-Normen) sein itSnnsn, oder

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kegi ergingen mit etwa gleichwertige»

überdies noch deiä Vorteil einer geringen Bietrfce* die i'rägfreit: der Bremsscheibe* die die gleiche Wlnkelge« iKdigteeit wie das Rad des Kraftfahrzeuges hat _f betriebt verringert*

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sehr wichtig _f und die bei einer direkte« ktiag von Brentsbacfeeti mx£ die Bremsscheibe frei «erdende

die Temperatur der Brerttisscheibe bis im eine« stellenerhöhen»

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erled'cfttert* :

Die Bremseigenschaften der aus zwei Metallen bestehenden Bremsscheiben gemäß der Erfindung sind mit jenen der massiven Bremsscheiben aus Kupfer-Chrom vergleichbar, aber ihr Gewicht I's-tf" um 30% bis 40% geringer.

Die Erfindung bezieht sich auch auf durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Bremsscheiben, und in weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Reibscheiben auf ihrer Innenseite stiftartige Ansätze auf, die in die Leichtmetalllegierung eingeformt sind und in ihrer wirksamen Stellung die beiden gegenüberliegenden Reibscheiben festhalten.

Zwischen Rippen aus Leichtmetall, die den Reibscheiben zur Befestigung dienen, sind Kühlkanäle vorteilhafterweise radial angeordnet.

Ein- Äüsiführurigs'beispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es- 'zeigen:

FigVl^; eine Ansicht einer Bremsscheibe gemäß der Erfindung-, deren-vördexe Reibscheibe teilweise weggebrochen ist, um den inneren Aufbau der Bremsscheibe zu verdeutlichen',

FicflS - e^h'ettScfrnitt¹ riäcfr der- Linie Il-Ii der Pig-. I.

Gemafr de-fr-FigMren=- besteht die^; dargestellte Bremsscheibe '■ aus eiöettf¹ sShWi/bfenK^rpfer 1Ö> deir etrieh^V;inneren' Teil' 12 zur; Be^ fe%^giiiWg^v an- elftem nicht dargestellten Kraft fahrzeugrad

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einen äußeren Teil 14 aufweist, der auf Leiden Seiten von dünnen ringförmigen Reibscheiben 16 und 18 bedeckt ist.

Jede Reibscheibe 16,18 kommt in bekannter Weise mit ihrer Außenseite zwecks Bremsung in Kontakt mit nicht dargestellten Bremsbacken durch Druck auf die Scheibe und weist auf ihrer Innenseite Vorsprünge oder stiftartige Ansätze 20 bzw. 22 auf, die während des Gießens in den Werkstoff des Teiles eingeformt werden. Die Reibscheiben 16 und 18 sind aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit und mit einem geeigneten Reibungskoeffizienten, z.B. aus einer Kupfer-Chrom-Legierung, vorgefertigt. Der Scheibenkörper 10 ist aus einem Leichtmetall guter Wärmeleitfähigkeit und hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit gegossen, z.B. vom Typ A—U5N-Zr der französichen Normen. Die Befestigung der Reibscheiben 16 und 18 erfolgt während des Gießens des Scheibenkörpers 10, indem man ein Gießverfahren anwendet, das einen guten Zusammenhalt der verschiedenen Metalle so bewirkt, daß eine aus zwei Metallen bestehende, aber in einem Stück gegossene Bremsscheibe entsteht.

Die Ansätze 20 der Reibscheibe 16 und die Ansätze 22 der Reibscheibe 18 sind ineinandergreifend und vorzugsweise radial derart angeordnet, daß zwischen zwei radialenReihen der Ansätze 20,22 ein Zwischenraum 24 liegt, deiysich nach außen, vorteilhafterweise erweitert und einen Kanal bildet^ der sich radial zwischen dem äußeren und dem inneren Umfang

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des Teiles 14 erstreckt. Ein solcher Kanal vermindert das Gewicht der Bremsscheibe und erleichtert selbstverständlich ihre Kühlung durch den Durchfluß einer Flüssigkeit durch die Kanäle 24. Die Ansätze 20,22 befinden sich demnach in radialen Rippen 26, die die Kanäle 24 seitlich begrenzen.

In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind in jeder Rippe 26 drei eingefonate Befestigungsansätze vorgesehen, von denen zwei, z.B» 20, zu der einen Reibscheibe 16 der beiden Reibscheiben 15 oder 18 gehören und der mittlere Ansatz 22 mit der Reibscheibe 18 einstückig ausgebildet ist. In der benachbarten Rippe ist die Anordnung der Ansätze umgekehrt getroffen, so daß der mittlere Ansatz ein Ansatz 20 der Reibscheibe 16 ist, der von zwei Ansätzen 22 der Reibscheibe 18 umgeben ist. Die schachbrettartige Anordnung der Ansätze 20,22 verbessert ihre Befestigung, obwohl jede andere Anordnung verwendet werden könnte. Die Zahl der Ansätze pro Rippe 26 kann ebenso verschieden und evtl. auch eine gerade Zahl sein.

Jede Rippe 26 weist vorteilhafterweise zu beiden Seiten des Ansatzes 20 oder 22 eine Verdickung 28, 28' oder 28" auf, in die dieser Ansatz eingebettet ist, wodurch eine genügend dicke Metallschicht für die Ansätze gewährleistet und hauptsächlich der Querschnitt des Kanals 24 an dieser Stelle eingeengt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel Meist jeder Kanal 24 drei hintereinander liegende, abgestufte Ver~

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entrungen auf, in deneii diae- Burchlaufgeschwindigkeit der Kühl-· fliiEFsigteeit- erhöht ist:«- Öer Kattal 24 zeigt sich vörzugsweise als. Seihteii jBs Ige von konvergier etiäen und diver gierenden Abschnitten, düe sich verbinden-_t_ uttr jegliche Störung der Plus-

zu vermeiden« „ ·

Es ist lelctlt einzüseheii, daß die Herstellung der Kanäle 24 in FOßn von Düsen keinerlei Schwierigkeiten beim Gießen der Bremsscheiber bereitet und daß das Entweichen der durch die * Ansätze 20 iand 22 übertragenen idSrine merklich verbessert ist»

Es k-anxi festgestellt werden» daß die Bremsscheibe gemäß der Erfindung dife metallurgischen Vorteile der Kupfer—Chrom— Legierung der Reibscheiben mitdem entsprechenden Reibungs~ köefdEizüeatenj der hohen mechanischen Widerstandsfähigkeit und der guten Waraeieitfafiigkreit mit den den Leichtmetall— legierungen vom Typ A-USHZreigenen Eigenschaften vereinigt, die ihsbesonderejdiö geringe Dichte, die gute mechanische d Widerstandsfähigkeit bei Erwärmung und die gute Wärmeleitfahigfceit: sind. Die fflechanischen Eigettschaften und die Warineleitfänigkeit werden durch die* Grenzfläche zwischen den beiden. Metallen auf Grund der Befestigung durch Gießen nach dem erfIndungsgeffläße» ¥erfahren nicht beeinflußt*

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Claims

1. Jfejffähren 2Ur¹ Herstellung einer aus zwei Metallen bestehenden Bremsseheibetdureh Gießen, dadurefo^eicennZeicimefc* daß die Befestigung der aus vorgefertigten -Bauelementen aus eiäetrt Material höher mechanischer Widerst andisfahigiceit mit eiiieö geeigneten ReibungrsJcoeffizieateti bestehenden Reibscheibeft der Srewsscdaeilbe x.n dem aus Iteiciiitraetall bestehenden Körper der Breirisscheibe während des Gießens dieses Körpers so erfolgt, daß elfte metallurgische Homogenität und eine dauerhafte Verbindung gewährleistet sind«

2* Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellte Bremscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Leichtmetall bestehende Körper auf beiden Stirnseiten mit ringförmigen Reibscheiben aus geeignetem Material bedeckt ist*

■*

3= Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,-daß d-ie ringförmigen Reibscheiben an ihrer Innenseite stift>artige Ansätze aufweisen, die in den aus" Leichtmetall bestehenden Körper der Bremsscheibe eingeformt sind*

4.- Bremsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stiftartigen: Ansätze radial angeordnet und in radiale Rippen der Bremsscheibe eingeformt sind.

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5. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze jeder Reibscheibe sich an der Innenseite der anderen Reibscheibe abstützen und so angeordnet sind, daß sie ineinandergreifen, insbesondere durch eine gegeneinander versetzte Anordnung.

6ο Bremsscheibe nach Anspruch 2 oder 4, dadurch/gekennzeichnet, daß der aus· Leichtmetall gegossene Körper der Bremsscheibe insbesondere zwischen den radial angeordneten Rippen radiale Kanäle für den Durchfluß einer Kühlflüssigkeit aufweist»

7o Bremsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle zu beiden Seiten der Ansätze einen verengten Abschnitt zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Kühlflüssigkeit aufweisen.

8. Bremsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle aus einer Folge von konvergierenden und divergierenden, miteinander verbundenen Abschnitten bestehen.

9. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheiben aus einer Kupfer-Chrom-Legierung bestehen·

10. Bremsscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtmetallegierung der Bremsscheibe vom Typ A-U5N2r der französischen Normen ist.

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