DE3739031C2

DE3739031C2 - Process for casting self-ventilated brake discs

Info

Publication number: DE3739031C2
Application number: DE3739031A
Authority: DE
Inventors: Giovanni Gotti
Original assignee: Freni Brembo SpA
Current assignee: Brembo SpA
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2007-11-18
Also published as: IT8622480A1; IT8622480A0; IT1198183B; DE3739031A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von selbst belüfteten Bremsscheiben mit zwei nebeneinander angeordneten Ringen, die durch zwischen den Ringen in verschränkter Anordnung vorgesehene Stege miteinander verbunden sind.The invention relates to a method for casting by itself ventilated brake discs with two side by side Rings that are intertwined in between the rings Arrangement provided webs are interconnected.

Selbstbelüftete Bremsscheiben dieser Art sind z. B. aus der DE 33 35 807 A1 bekannt. Sie haben eine sehr viel komplexere Struktur als normale Bremsschei ben. Bei ihnen besteht der Bremsgürtel nämlich aus den beiden nebeneinander liegenden Ringen, zwischen denen sich ein von Ventilationsluft durchströmter Zwischenraum befindet, und den Stegen, die sich zwischen den beiden Ringen durch den Zwischenraum erstrecken, um die Ringe miteinander zu verbinden und Strahlungselemente zu bilden.Self-ventilated brake discs of this type are e.g. B. known from DE 33 35 807 A1. They have a much more complex structure than normal brake pads ben. With them, the brake belt consists of the two adjacent rings, between which there are there is a space through which ventilation air flows, and the bridges between the two rings extend the gap to close the rings together connect and form radiation elements.

Bremsscheiben dieser Gattung werden insbesondere für die Bremsen von Hochleistungsfahrzeugen verwendet, z. B. für Fahrzeuge mit hoher Motorleistung oder für Wettbewerbs fahrzeuge.Brake discs of this type are used in particular for the Brakes used by high performance vehicles, e.g. B. for Vehicles with high engine performance or for competition vehicles.

Solche selbstbelüfteten Bremsscheiben werden durch Gießen aus einem Roheisen geeigneter Zusammensetzung hergestellt. Durch anschließende Bearbeitung der so gewonnenen Gußstücke in Werkzeugmaschinen erhält man die fertigen Bremsscheiben mit den gewünschten Endmaßen.Such self-ventilated brake discs are made by casting made from a pig iron of suitable composition. By subsequent processing of the castings obtained in this way The finished brake discs are obtained in machine tools with the desired gauge blocks.

Aufgrund der besonderen Struktur der Bremsscheibe, die zweidimensionale Teile, wie die Ringe, und eindimensionale Teile, wie die Stege, aufweist, ist ihre Herstellung durch Gießen schwierig, da sich in dem Gußstück infolge der unter schiedlichen Abkühlungsgeschwindigkeit der Teile starke Spannungen ausbilden.Due to the special structure of the brake disc, the two-dimensional parts, like the rings, and one-dimensional Parts, such as the webs, are made by Pouring difficult because in the casting due to the under different cooling rate of the parts strong Develop tensions.

Derzeit werden die Gußstücke zur Stabilisierung der metal lographischen Struktur und zur Eliminierung oder zumindest Reduzierung der inneren Spannungen vor der Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen einer Glühbehandlung unterzogen. Bei Bremsscheiben, die für Bremsen von Wettbewerbsfahrzeugen bestimmt sind und deshalb äußerst enge Endtoleranzen haben müssen, ist es üblich, die Scheibe nach der mechanischen Vorbearbeitung und vor der Endbearbeitung einer zweiten thermischen Behandlung zu unterziehen.Currently the castings are used to stabilize the metal lographic structure and for elimination or at least Reduction of internal stresses before machining on Machine tools subjected to an annealing treatment. At Brake discs used for the brakes of competitive vehicles are determined and therefore have extremely tight final tolerances need, it is common to use the washer after the mechanical Pre-processing and before finishing a second one undergo thermal treatment.

Ein solches Verfahren ist offensichtlich langwierig und kostenaufwendig.Such a procedure is obviously lengthy and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von selbstbelüfteten Bremsscheiben der gattungs gemäßen Art anzugeben, bei dem die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile vermieden sind.The invention has for its object a method for Manufacture of self-ventilated brake discs of the genus state in accordance with the state of the art inherent disadvantages are avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfah ren mit folgenden Verfahrensschritten: Herausnehmen des Gußstücks nach dem Gießen aus dem Formkasten, wobei man den Formsand an dem Gußstück beläßt; Abkühlen des aus Gußstück und Sandform bestehenden Komplexes von 400°C auf 100°C in Luft mit Umgebungstemperatur, wobei die Form das Abkühlen um wenigstens drei Stunden verlangsamt; Befreien des Gußstücks von der Sandform bei einer Temperatur von 100°C.According to the invention, this object is achieved by a method with the following steps: Remove the Casting after casting from the molding box, taking the Leaving molding sand on the casting; Cooling the cast and sand form existing complex from 400 ° C to 100 ° C in Air at ambient temperature, the shape cooling around slowed down at least three hours; Free the casting from the sand mold at a temperature of 100 ° C.

Der aus Gußstück und Form bestehende Komplex wird vorteil hafterweise während des Verfahrensschritts des Abkühlens über eine 400 bis 600, vorzugsweise 500 Meter lange Weg strecke bewegt wird.The complex consisting of casting and mold becomes advantageous unfortunately during the cooling step over a 400 to 600, preferably 500 meters long path distance is moved.

Weitere Vorteile und Eigenschaften des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen:Further advantages and properties of the method according to the Invention result from the following description of a Exemplary embodiment with reference to the drawings:

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine nach dem erfindungs gemäßen Verfahren hergestellten Bremsscheibe, Fig. 1 shows a section through a fiction, prepared by the process according to the brake disc,

Fig. 2 zeigt eine längs der Linie II-II ausgeführten Schnitt einer Einzelheit der Bremsscheibe von Fig. 1. FIG. 2 shows a section along the line II-II of a detail of the brake disc from FIG. 1.

Die in den Zeichnungsfiguren dargestellte Bremsscheibe 1 für eine selbstbelüftete Scheibenbremse für Hochleistungsfahr zeuge besitzt eine Nabe 2 und einen Bremsgürtel 3. Die Achse der dargestellten Bremsscheibe ist mit x-x bezeichnet.The brake disc 1 shown in the drawing figures for a self-ventilated disc brake for high-performance vehicles has a hub 2 and a brake belt 3 . The axis of the brake disc shown is labeled xx.

Die Nabe 2 und der Bremsgürtel 3 sind zueinander koaxial. Sie sind vorzugsweise als Gußstück einem geeigneten Mate rial, z. B. aus Gußeisen, nach dem im folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt.The hub 2 and the brake belt 3 are coaxial with one another. They are preferably a suitable mate rial, z. B. made of cast iron, according to the method described below.

Der Bremsgürtel 3 besteht aus zwei Ringen 4 und 5 von im wesentlichen gleicher Dicke, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Der gegenseitige Abstand der Ringe 4 und 5 entspricht etwa ihrer Dicke. Die Ringe begrenzen zwischen sich einen Zwischenraum 6. Der Ring 4 und der Ring 5 sind durch Stege 7 miteinander verbunden, die sich in dem Zwischenraum 6 von einem zum anderen Ring erstrecken und durch Gießen nach im folgenden beschriebenen Verfahren gewonnen werden.The brake belt 3 consists of two rings 4 and 5 of substantially the same thickness, which are arranged at a distance from one another. The mutual distance between the rings 4 and 5 corresponds approximately to their thickness. The rings delimit a space 6 between them. The ring 4 and the ring 5 are connected to one another by webs 7 , which extend from one to the other ring in the intermediate space 6 and are obtained by casting according to the method described below.

Die Stege 7 sind zwischen den Ringen 4 und 5 regelmäßig in einer verschränkten oder Zickzackanordnung verteilt.The webs 7 are regularly distributed between the rings 4 and 5 in an entangled or zigzag arrangement.

Man erhält mehrere Bremsscheiben 1 nach dem erfindungs gemäßen Verfahren, indem man in an sich bekannter Weise Gußeisen mit den gewünschten Eigenschaften in mehrere Formen gießt, die aus Formsand hergestellt und in geeigneten, vorzugsweise metallischen Formkästen gehalten sind.One obtains several brake disks 1 according to the method according to the invention, by casting cast iron with the desired properties in a manner known per se into several molds which are made from molding sand and are held in suitable, preferably metallic mold boxes.

Wenn das Gußstück nach dem Gießen eine Temperatur von etwa 400°C erreicht hat, löst man den aus Gußstück und Form bestehenden Komplex aus dem Formkasten und hängt ihn an Trag stäbe eines Karussellförderers mit einer vorbestimmten Bewegungsbahn, der in einem Raum mit einer zwischen etwa 20°C und 40°C liegenden Umgebungstemperatur installiert ist.If the casting after casting has a temperature of about Has reached 400 ° C, one releases from the casting and form existing complex from the molding box and hangs it on support rods of a carousel conveyor with a predetermined Trajectory that is in a room with a between about 20 ° C and 40 ° C ambient temperature is installed.

Der aus Gußstück und Form bestehende Komplex wird während eines Zeitraums von etwa drei Stunden auf Umgebungstemperatur gehalten. Während dieses Zeitraums wird er längs der Bewegungsbahn des Förderers über eine Wegstrecke von etwa 500 Metern bewegt. Dabei kühlt sich das Gußstück ab, wobei diese Abkühlung durch die Form verlangsamt wird.The complex, consisting of a casting and a mold, is made during over a period of about three hours to ambient temperature held. During this period it will be along the Movement path of the conveyor over a distance of approximately 500 meters moved. The casting cools down, whereby this cooling is slowed down by the mold.

Am Ende des genannten Zeitraums ist die Temperatur des Guß stücks allmählich auf etwa 100°C abgesunken.At the end of that period, the temperature of the cast is gradually dropped to around 100 ° C.

In diesem Zustand legt man den aus Gußstück und Form bestehenden Komplex auf ein geeignetes Vibrationsgitter, auf dem das Gußstück von der Form befreit wird.In this condition you put the cast and mold existing complex on a suitable vibration grid, on which the casting is released from the mold.

Die so gewonnenen Gußstücke werden in Behältern gestapelt und direkt der mechanischen Bearbeitung zugeführt.The castings obtained in this way are stacked in containers and fed directly to mechanical processing.

Bei den auf diese Weise gewonnenen Gußstücken kann die mechanische Bearbeitung ohne vorherige Glühbehandlung erfolgen, und ohne daß sich in der Scheibe nach der Bear beitung Verziehungen zeigen.In the castings obtained in this way, the mechanical processing without prior annealing take place, and without that in the disc after the Bear show distortions.

Es ergibt sich weiter, daß man aus den so gewonnenen Guß stücken Bremsscheiben mit sehr geringen Maßtoleranzen erhält, wenn man die mechanische Endbearbeitung unmittelbar nach der mechanischen Grobbearbeitung ausführt, ohne daß irgendeine Behandlung zur thermischen Entspannung zwischen gefügt wird.It further emerges that one can cast from the thus obtained pieces of brake discs with very small dimensional tolerances obtained when the mechanical finishing is immediate after the mechanical rough machining, without any thermal relaxation treatment between is added.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung von selbstbelüfteten Bremsscheiben auf ungewöhnlich schnelle und ökonomische Weise. Es hat sich außerdem auch unter dem Gesichtspunkt der Energieersparnis als vorteilhaft erwiesen.The method according to the invention enables production from self-ventilated brake discs to unusually fast and economical way. It also got under from the point of view of energy saving as advantageous proven.

Claims

1. Method for casting self-ventilated brake disks ( 1 ) with two rings ( 4 , 5 ) arranged next to one another, which are connected to one another by webs ( 7 ) provided between the rings ( 4 , 5 ) in an interleaved arrangement,
characterized by the following process steps:

- remove the casting from the mold after casting, leaving the molding sand on the casting,
Cooling the complex consisting of casting and sand mold from 400 ° C. to 100 ° C. in air with ambient temperature, the mold slowing down the cooling by at least three hours,
- Free the casting from the sand mold at a temperature of 100 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the complex consisting of casting and form during the Process step of cooling over a 400 to 600, preferably 500 meters long path is moved.