DE3620510A1 - Verfahren zum giessen eines faserverstaerkten bremssattels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gießverfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Bremssattels.

Der Bremssattel oder das Gehäuse einer Bremszange beispiels­ weise für eine Fahrzeug-Scheibenbremse ist bisher allge­ mein aus FCD (Gußeisen mit Kugelgraphit) hergestellt wor­ den. Im Zusammenhang mit jüngeren Bestrebungen nach Ver­ ringerung des Gewichts der Bauteile sind jedoch Unter­ suchungen angestellt worden, das Gußeisen durch Aluminium zu ersetzen und zumindest teilweise eine Massenherstellung zu ermöglichen. Herkömmliche gegossene Bremssattel aus Aluminiumlegierungen haben jedoch den Nachteil, daß sie nur bei verhältnismäßig geringen mechanischen Beanspruchun­ gen verwendet werden können, da die mechanische Festigkeit im Vergleich zu Bremssatteln aus FCD verringert ist und da insbesondere bei hohen Temperaturen ein Nachlassen der Festigkeit zu beobachten ist.

Bei einem sogenannten "faustförmigen" Bremssattel können der Funktion nach drei verschiedene Teile oder Abschnitte unterschieden werden, nämlich ein Brückenabschnitt, der die axiale Kraft des Bremskolbens aufnimmt, ein Zylinder­ abschnitt zur Führung des Bremskolbens und zur Aufnahme des Bremsdruckes und ein Führungsabschnitt, der den Brems­ sattel parallel zur Achse des Rotors ausrichtet und führt. Eine hohe mechanische Festigkeit ist vor allem in dem Brückenabschnitt erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines leichten, im Bereich des Brücken­ abschnitts mit einer zugfesten und hochelastischen Faser­ material-Einlage versehenen Bremssattels anzugeben, bei dem sich die Fasermaterial-Einlage während des Gußvorgangs auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit in das Matrix­ metall einbringen läßt, so daß die Herstellung eines Brems­ sattels mit verringertem Gewicht und erhöhter Steifheit und Festigkeit insbesondere bei hohen Temperaturen er­ möglicht wird.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den Patent­ ansprüchen 1 und 2 angegeben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 (A) und (B) eine Schrägansicht bzw. einen Schnitt durch ein auf einen Kern gewickeltes Faser­ bündel;

Fig. 2 (A) und (B) eine Schrägansicht bzw. Sei­ tenansicht des Faserbündels in aufgeschnittenem Zustand nach dem Aufwickeln auf den Kern; und

Fig. 3 (A) und (B) eine Schrägansicht bzw. Sei­ tenansicht eines Bremssattels mit eingegossenen Fasern.

Ein Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Verbund­ werkstoffen, bei dem Gußeisen, Kupfer, Aluminium, Magnesium, Titan oder Legierungen dieser Stoffe als Matrixmaterial in einem Koagulations-Gießverfahren unter hohem Druck mit einem Formling aus Fasermaterial ausgefüllt und verbunden werden, ist beispielsweise durch die japanische Patentveröffentlichung Nr. 12 446/1978 bekannt geworden. Bei dem erfindungsge­ mäßen Verfahren zum Gießen eines faserverstärkten Bremssattels werden Kupfer, Aluminium, Magnesium oder Legierun­ gen dieser Stoffe als Matrixmetalle verwendet, und der Bremssattel erhält seine Gestalt in einem Druckgußver­ fahren unter hohem Druck. Durch die Erfindung wird jedoch auch ein anderes Verfahren vorgeschlagen, bei dem nur der Brückenabschnitt des Bremssattels im Druckgußverfahren hergestellt wird, und bei dem anschließend der gesamte Bremssattel in einem allgemeinen Gießverfahren, beispiels­ weise durch Standgießen hergestellt wird. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist das Verfahren, nach dem das Fasermaterial in die gewünschte Form gebracht und in das Matrixmaterial eingebracht wird. Das Fasermaterial wird in einer Richtung parallel zur Achse des Bremszylinders um einen Kern gewickelt, dessen Gestalt der Innenform des Brückenabschnitts des Bremssattels angenähert ist. Die so erhaltene Faseranordnung wird annähernd in Form des Brückenabschnitts abgeschnitten. Durch dieses Verfahren wird das Eingießen der Faseranordnung in den Brückenab­ schnitt des Bremssattels vereinfacht.

Als Beispiel für hochelastische Fasern, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar sind, können anorganische Fasern wie etwa Asbest, Steinwolle, Glas­ fasern, Schlackenwolle, Al₂O₃-Fasern, Borfasern, Keramik­ fasern und dergleichen oder Kohlefasern genannt werden. Der Durchmesser der Fasern liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 20 µm. Die Dicke des verstärkten Verbund-Formlings aus Fasern und Kupfer, Aluminium, Magnesium oder Legierun­ gen dieser Metalle beträgt für die Zwecke der Erfindung vorzugsweise etwa 6 bis 18 mm.

In Fig. 1 (A) und (B) ist eine Herstellungsstufe dargestellt, in der die anorganischen Fasern um den Kern gewickelt sind.

Fig. 2 (A) und (B) zeigen den Zustand, bei dem die auf den Kern aufgewickelten Fasern abgeschnitten sind, und Fig. 3 (A) und (B) zeigen den Zustand nach dem Ein­ gießen in den Bremssattel. Bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren werden die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Zustände der Reihe nach durchlaufen.

Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, werden die Fasern bzw. die Faser (a) zunächst in der Richtung parallel zur Achse des Bremszylinders um den Kern (b) gewickelt, so daß die Fasern einen der Form des Brückenabschnitts des Bremssattels nachgebildeten Wickelkörper bilden. Der Kern (b) wird sodann entfernt, und die Fasern (a) werden in der Form des Brückenabschnitts des Bremssattels abge­ schnitten, so daß man einen Formling (c) aus Fasermaterial erhält. Dieser Fasermaterial-Formling (c) wird sodann mit Kupfer, Aluminium, Magnesium oder Legierungen dieser Metalle unter hohem Druck umspritzt oder umgossen, so daß der Faser- Formling in das Matrixmetall eingebettet wird. Auf diese Weise ergibt sich die endgültige Gestalt des Bremssattels (d). Alternativ wird nur der Brückenabschnitt des Brems­ sattels unter hohem Druck gegossen, und der gesamte Brems­ sattel (d) wird anschließend in einem anderen Gießverfahren hergestellt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Gießen eines faserverstärkten Bremssattels, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrens­ schritte:

• - es wird ein Kern (b) hergestellt, dessen Form annähernd dem inneren Umriß eines Brückenabschnitts des Bremssattels (d) nachgebildet ist, und anorganische Fasern (a) werden in einer Richtung parallel zur Achse des in den Bremssattel einge­ arbeiteten Bremszylinders um den Kern (b) gewickelt;
• - die auf den Kern aufgewickelten Fasern werden annähernd in der Form des Brückenabschnitts abgeschnitten; und
• - der so erhaltene Formling (c) aus Fasermaterial wird beim Gießen des Bremssattels (d) unter hohem Druck in ein Matrixmetall eingegossen.

2. Verfahren zum Gießen eines faserverstärkten Bremssattels, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrens­ schritte:

• - es wird ein Kern (b) hergestellt, dessen Form annähernd dem inneren Umriß eines Brückenabschnitts des Brems­ sattels (d) nachgebildet ist, und anorganische Fasern (a) werden in einer Richtung parallel zur Achse des in den Bremssattel eingearbeiteten Bremszylinders um den Kern (b) gewickelt;
• - die auf den Kern aufgewickelten Fasern werden annähernd in der Form des Brückenabschnitts abgeschnitten; und
• - der so erhaltene Formling (c) aus Fasermaterial wird zur Erzeugung eines den Brückenabschnitt des Bremssattels bildenden Formteils unter hohem Druck in ein Matrix­ metall eingegossen, und der gesamte Bremssattel wird anschließend in einem Gießverfahren unter Einbeziehung des vorgeformten Brückenabschnitts hergestellt.