WO2012100860A1 - Casting method for producing a brake disk for a motor vehicle and casting device and casting installation for carrying out a casting method - Google Patents

Casting method for producing a brake disk for a motor vehicle and casting device and casting installation for carrying out a casting method Download PDF

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casting
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casting method
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Lars STEINHEIDER
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a casting method for producing a brake disc for a vehicle according to the preamble of independent claim 1, a casting apparatus for carrying out a casting method for producing a brake disc for a vehicle according to the preamble of independent claim 6 and a casting plant with a plurality of pouring devices for implementation of a casting method for the production of brake disks for a vehicle according to the preamble of independent claim 10.
  • a known composite brake disk for a vehicle comprises a central aluminum support member connectable to a wheel hub of the vehicle and a cast iron friction ring surrounding the central support member, the support member being cast on the friction ring.
  • the friction ring is passed through in a first method step
  • the finished friction ring is then placed in a casting apparatus, whereupon in a further process step, the support member is poured into an opening of the friction ring by a melt is introduced into a mold cavity of a mold of the casting, whereby the resulting in the mold cavity support member via pins on the circumference or is cast by direct pouring the friction ring inside the friction ring.
  • the mold cavity is formed as a pot, the opening is directed downwards.
  • the melt is usually filled via a central inlet by means of a hand spoon in the mold. The volume of the inlet in the center is necessary for a subsequent flow of the melt or circulation material, so that the shrinkage occurring during cooling or solidification of the casting can be compensated.
  • such a casting method for producing a brake disc for a vehicle wherein the brake disc has a central connectable to a wheel hub of the vehicle support member which is connected via connecting webs with a rotating around the support member friction ring.
  • the support member is poured into an opening of the friction ring produced by a separate casting method by introducing a melt into a mold cavity of the mold of a casting apparatus.
  • the melt When introducing the melt, the free ends of the connecting webs are positively surrounded by the support member. As a result, the resulting in the mold cavity support member is cast on the friction ring.
  • the casting method according to the invention for producing a brake disk with the features of independent claim 1 has the advantage that the mold and the friction ring are rotated together as a unit when introducing the melt around a rotation axis.
  • the pouring and distribution of the liquid melt takes place during the rotation of the unit comprising the mold and the friction ring about its own axis, wherein the liquid melt due to the centrifugal forces quickly from the center or from the axis of rotation in the center or radially outer regions of the mold cavity flows and fills it. Due to this rapid filling process, the liquid melt reaches the outer bonding areas of the mold cavities in a very short time and supplies them first with liquid melt.
  • Embodiments of the present invention provide a manufacturing technology simple production process ready, in which advantageously a high-load brake disc is formed, which is characterized by high quality and low production costs.
  • the uniform filling of the mold cavity of the mold is achieved in a casting apparatus for carrying out a casting method for producing a brake disk for a vehicle with the features of independent claim 6, characterized in that the mold and the friction ring are designed as a rotation axis about a unit.
  • the mold is filled in a defined position to the friction ring during rotation with liquid melt and applied with a uniform heat input. Due to the uniform filling of the mold cavities and thus homogeneous thermal loading of the mold, a brake disk made of a casting is produced with the casting device according to the invention, which ensures a constant reproducible quality.
  • the rotation of the unit reduces the cycle times of the manufacturing process, thereby significantly improving the economics of the product.
  • a casting plant with several pouring devices according to the invention for carrying out a casting method according to the invention for producing a brake disk for a vehicle having the features of independent claim 10 is provided, which molds and associated inlets for introducing melt into the molds exhibit.
  • the inventive allows Casting plant short cycle times during casting. Due to the short cycle times, the casting plant is particularly advantageous for automation of the manufacturing process.
  • the removal of the finished brake disc and the insertion of a new friction ring can be done manually, semi-automatic or fully automatic, so that embodiments of the present invention are suitable for the particularly economical production of large numbers of brake discs.
  • a central introduction of the melt into the mold is provided substantially along the axis of rotation of the unit.
  • the introduction of a precisely defined amount of the melt is provided in the mold, which is sufficient for complete filling of the mold cavity.
  • the melt is metered so that it is the blank possible to compensate for shrinkage during cooling or solidification.
  • an almost after-processing brake disc is thus produced, which eliminates extensive rework, in particular in the sprue area and thereby the brake disc is made much faster or more economical.
  • the rotational speed of the unit is set variably over the duration of the casting process.
  • a vacuum is generated in the mold cavity of the mold.
  • the vacuum creates a suction effect in the mold cavity of the mold and thus accelerates the filling of the mold cavity.
  • the casting device according to the invention comprises a metering device for introducing a precisely defined amount of the melt into the mold.
  • the metering device has a container for receiving melt, which is to be opened and closed with a mechanical unit.
  • the supplied melt is metered so that it is the blank possible to compensate for shrinkage during solidification or cooling.
  • the mold cavity of the mold is designed substantially in the form of a pot whose opening is directed upwards or downwards.
  • a downwardly open mold cavity of the pot favors the flow rate of the melt by gravity in addition.
  • the casting device according to the invention comprises a melting device for producing a melt, which directly impinges melt on at least one inlet of a mold of a casting device. This results in a direct melting of the liquid metal volume necessary for the production of a component in that the melting device is assigned directly to a casting device. This directly assigned
  • Melting device advantageously forms the basis for an automation of the manufacturing process or the casting process.
  • Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described below.
  • like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of a partially illustrated embodiment of a mold having a casting device for a casting process for producing a brake disk comprising a support member and a friction ring.
  • Fig. 2 shows a schematic sectional view of a brake disc partially shown, in which the support member is cast over pins on the friction ring.
  • FIG 3 shows a schematic sectional view of a partially illustrated further embodiment of a mold having a mold for a casting method for producing a brake disk, wherein an inlet of the mold is preceded by a device for providing melt.
  • a part of a brake disc 10 is shown for a vehicle, which has a centrally arranged support member 14 in which holes 14.1 are formed for attachment of the brake disc 10 to a wheel hub of the vehicle, not shown.
  • the support member 14 is preferably in the form of an open pot with a bottom 14.2 and a peripheral wall 14.3.
  • the support member 14 is surrounded by an opening 16.1 having a friction ring 16.
  • the friction ring 16 comprises two mutually parallel friction rings 16.2 and 16.3, which are connected to each other via connecting webs 16.4 in a known manner, preferably cooling channels 18 between the two friction rings 16.2, 16.3 are formed.
  • the friction rings 16.2, 16.3 cooperate in a known manner with brake pads of a brake system, not shown here of the vehicle, which generated due to the frictional heat in the friction ring 16 Heat is at least partially passed out of the friction ring 16 via the cooling channels 18.
  • the support member 14 is cast either directly or indirectly to the friction ring 16.
  • the support member 14 is connected via a plurality of molded in the peripheral wall 14.3 of the support member pot 14 connecting elements 38 in the form of pins, bolts or the like with the friction ring 16.
  • the connecting elements are designed as pins 38, wherein between ten and twenty pins are provided distributed over the circumference of the support member 14.
  • the pins 38 each have a head 38.1 with circumferential extension 38.2, with which it is firmly fixed in the peripheral wall 14.3 of the support member pot 14.
  • holes 16.5 are formed for receiving the pins 38, which can be formed both as through holes and as a blind hole NEN. These holes 16.5 are shown in FIG. 1 and 2 in a central longitudinal axis 40 of the friction ring 16, that is formed centrally between the two friction rings 16.2, 16.3. But it would also be an offset of these holes 16.5 possible.
  • the support member 14 is either also made of gray cast iron or alternatively from another
  • the support member 14 made of a light metal, preferably an aluminum alloy.
  • the pins 38 are made of stainless steel, preferably stainless steel.
  • a friction ring 16 consisting of cast iron and having an opening 16.1 is firstly produced with bores 16.5 arranged on an inner circumference 16.6 of the friction ring 16 and pins 38 inserted into the bores 16.5 of the friction ring 16. Thereafter, the friction ring 16 is inserted into a casting device 28, so that within the opening 16.1 of the friction ring 16, a casting tool of the casting device
  • the mold 12 has an upper mold part 12. 1 and a lower mold part 12. 2, which form a mold cavity 22 depicting the support part 14 and whose parting plane 12. 3 is preferably aligned with the central longitudinal axis 40 of the friction ring 16.
  • the mold cavity 22 of the mold is substantially in the form of a
  • Executed pot whose opening 22.1 is directed upward.
  • the mold cavity 22 may also be designed such that the opening 22.1 of the pot is directed downwards.
  • a central support member 14 connectable to a wheel hub is cast into the opening 16.1 of the friction ring 16 by introducing a melt 20 into the mold cavity 22 of the mold 12.
  • the resulting in the mold cavity 22 support member 14 is cast on the friction ring 16 by the heads 38.1 of the pins 38 of the friction ring 16 are cast in the peripheral wall 14.3 of the support member pot 14, wherein the longitudinal axes 38.3 of the pins 38 in the parting plane 12.3 of the mold 12 is located.
  • a fixation of the casting mold or the mold 12 with the upper mold part 12.1 and the lower mold part 12.2 takes place in the indirect casting of the support member 14 to the friction ring 16 on the concern of the tool parts 12.1, 12.2 to the pins 38 or alternatively for direct casting of the support member 14 at the friction ring 16 on the concern of the tool parts 12.1, 12.2 on a contact surface on the inner circumference 16.6 of the friction ring 16th
  • the mold 12 and the friction ring 16 together with the introduction of the melt 20 as a unit 24 are rotated about an axis of rotation 26 in order to achieve a dense structure of the support member 14 during casting.
  • the mold 12 is set in rotation with the friction ring 16 during introduction of the melt 20, the centrifugal force or centrifugal force takes over the compaction of the structure.
  • the automation of the manufacturing process is possible, especially as can be dispensed with circulation material.
  • the casting pressure of the melt 20 is controlled via the rotational speed of the unit 24. Thinner wall thicknesses of a component 14 to be cast are possible through this targeted casting pressure controlled by the rotational speed.
  • the casting device 28 has a central inlet 34 which extends substantially along the axis of rotation 26 of the unit 24 and in the Mold cavity 22 of the mold 12 opens. Via the inlet 34, a precisely defined amount of the melt 20 is introduced into the mold 12, which is sufficient to completely fill the mold cavity 22. The supplied melt 20 is thereby metered, 5 that the blank 14 is possible to compensate for the shrinkage during solidification or cooling.
  • the casting device 28 has an upstream of the inlet 34 means for providing the melt 20, which has a metering device 30 for introducing a well-defined amount of the melt 20 in the mold 12 in the embodiment of FIG.
  • the Dol o sier driving 30 includes in the illustrated embodiment, a container
  • the mechanical unit 30.3 is designed as a sliding mechanism which can open and close the outlet 30.2 of the container 30.1 by displacing a slide.
  • the mechanical unit 30.3 is designed as a sliding mechanism which can open and close the outlet 30.2 of the container 30.1 by displacing a slide.
  • Shape of the mold 12 designed so that a supply of the melt 20 in the direction of rotation is absolutely uniform.
  • a constitution of the mold cavity 22 of the mold 12 designed as an annular gap 22.2, whereby an accurate dosage of the introduced melt 20 20 is possible.
  • the rotational speed of the unit 24 comprising the mold 12 and the friction ring 16 is set variably over the duration of the casting process.
  • the casting device 28 has a device, which is not shown here, for variably setting the rotational speed over the duration of the process.
  • friction ring 16 may be provided.
  • the friction ring 16 is brought to a temperature which creates a balance between the two components 14, 16 during the shrinkage or generates a bias voltage between the two components 14, 16.
  • induction coils are used in the heater. Since the heating device and thus the induction coils at the Gellovor-
  • a vacuum is generated in the mold cavity 22 of the mold 12.
  • ventilation openings may be provided in the casting tool or in the mold 12.
  • this comprises a melting device 32 for the production of melt 20, which acts directly on the inlet 34 of the mold 12 of the casting device 28 with melt 20, wherein the impingement would be conceivable by further mold 12 via this melting device 32.
  • the melting device 32 according to the invention enables direct melting of the liquid metal volume necessary for producing a carrier part 14 in one of the at least one mold 12 or casting device directly associated with melting device 32.
  • the melting device 32 preferably has induction coils 32.4, so that the melting of the metal means Inductive heating takes place.
  • the metal is preferably portioned into the melting device 32 by the weight.
  • the melting device 32 is connected upstream of the inlet 34 of the mold 12 and does not rotate itself.
  • the melting device 32 is designed as a container 32.1, which is separated from the inlet 34 of the mold 12 via an underlying closing mechanism 32.2. The upper filling opening of the
  • Melting container 32.1 is closed by a sealing lid 32.3.
  • a nitrogen addition to the melting device 32 is provided.
  • the liquid metal is advantageously pressed into the inlet 34 of the mold 12 as quickly as possible.
  • a casting installation with several casting devices 28 is provided, which each have molds 12 and associated inlets 34 for introducing melt 20 into the molds 12.
  • the casting installation has a rotatable table for receiving the casting devices.
  • gene 28 which is associated with a melting device 32 for the production of melt 20, which acts on the inlets 34 of the molds 12 with melt 20.
  • the melting device 32 acts on the inlets 34 of the dies 12 in succession.

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Abstract

The invention relates to a casting method, to a casting device (28) and to a casting installation comprising a plurality of such casting devices (28) for a casting method for producing a brake disk (10) for a vehicle, wherein in a mold (12) a central support part (14), which can be connected to a wheel hub, is cast into an opening (16.1) of a friction ring (16) by introducing a melt (20) into a mold cavity (22) of the mold (12), whereby the support part (14) created in the mold cavity (22) is cast onto the friction ring (16). The mold (12) and the friction ring (16) are rotated jointly as a unit (24) about a rotational axis (26) when the melt is being introduced. The invention further relates to a casting device (28) and to a casting installation comprising a plurality of such casting devices (28) for a casting method.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Gießverfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug sowie Gießvorrichtung und Gießanlage zur Durchführung eines Gießverfahrens  Casting method for producing a brake disk for a vehicle and casting device and casting plant for carrying out a casting process
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung geht aus von einem Gießverfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 , einer Gießvorrichtung zur Durchführung eines Gießverfahrens zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 6 und einer Gießanlage mit mehreren Gießvorrichtungen zur Durchführung eines Gießverfahrens zur Herstellung von Bremsscheiben für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 10. The invention relates to a casting method for producing a brake disc for a vehicle according to the preamble of independent claim 1, a casting apparatus for carrying out a casting method for producing a brake disc for a vehicle according to the preamble of independent claim 6 and a casting plant with a plurality of pouring devices for implementation of a casting method for the production of brake disks for a vehicle according to the preamble of independent claim 10.
Eine bekannte Verbundbremsscheibe für ein Fahrzeug umfasst ein zentrales mit einer Radnabe des Fahrzeugs verbindbares Tragteil aus Aluminium und einen das zentrale Tragteil umgebenden Reibring aus Gusseisen, wobei das Tragteil an den Reibring angegossen ist. In einem konventionellen Verfahren zur Herstel- lung der Bremsscheibe wird in einem ersten Verfahrensschritt der Reibring durchA known composite brake disk for a vehicle comprises a central aluminum support member connectable to a wheel hub of the vehicle and a cast iron friction ring surrounding the central support member, the support member being cast on the friction ring. In a conventional method for producing the brake disk, the friction ring is passed through in a first method step
Gießen hergestellt. Der fertige Reibring wird anschließend in eine Gießvorrichtung gelegt, woraufhin in einem weiteren Verfahrensschritt das Tragteil in eine Öffnung des Reibringes eingegossen wird, indem eine Schmelze in einen Formhohlraum einer Kokille der Gießvorrichtung eingebracht wird, wodurch das in dem Formhohlraum entstehende Tragteil über Stifte am Umfang oder durch direktes Umgießen der Reibringinnenseite an den Reibring angegossen wird. Der Formhohlraum ist als Topf ausgebildet, dessen Öffnung nach unten gerichtet ist. Die Schmelze wird in der Regel über einen zentralen Einlass mittels eines Handlöffels in die Kokille gefüllt. Das sich im Zentrum befindliche Volumen des Einlas- ses ist für ein Nachfließen der Schmelze bzw. von Kreislaufmaterial notwendig, damit die bei der Abkühlung bzw. Erstarrung auftretende Schwindung des Gussteiles kompensiert werden kann. Casting made. The finished friction ring is then placed in a casting apparatus, whereupon in a further process step, the support member is poured into an opening of the friction ring by a melt is introduced into a mold cavity of a mold of the casting, whereby the resulting in the mold cavity support member via pins on the circumference or is cast by direct pouring the friction ring inside the friction ring. The mold cavity is formed as a pot, the opening is directed downwards. The melt is usually filled via a central inlet by means of a hand spoon in the mold. The volume of the inlet in the center is necessary for a subsequent flow of the melt or circulation material, so that the shrinkage occurring during cooling or solidification of the casting can be compensated.
Aus der DE 10 2007 013 512 A1 ist beispielsweise ein derartiges Gießverfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Bremsscheibe ein zentrales mit einer Radnabe des Fahrzeugs verbindbares Tragteil aufweist, das über Verbindungsstege mit einem um das Tragteil umlaufenden Reibring verbunden ist. In dem Gießverfahren zur Herstellung der Bremsscheibe wird das Tragteil in eine Öffnung des in einem separaten Gießverfahren herge- stellten Reibringes eingegossen, indem eine Schmelze in einen Formhohlraum der Kokille einer Gießvorrichtung eingebracht wird. Beim Einbringen der Schmelze werden die freien Enden der Verbindungsstege formschlüssig von dem Tragteil umgeben. Hierdurch wird das in dem Formhohlraum entstehende Tragteil an den Reibring angegossen. From DE 10 2007 013 512 A1, for example, such a casting method for producing a brake disc for a vehicle is known, wherein the brake disc has a central connectable to a wheel hub of the vehicle support member which is connected via connecting webs with a rotating around the support member friction ring. In the casting method for producing the brake disk, the support member is poured into an opening of the friction ring produced by a separate casting method by introducing a melt into a mold cavity of the mold of a casting apparatus. When introducing the melt, the free ends of the connecting webs are positively surrounded by the support member. As a result, the resulting in the mold cavity support member is cast on the friction ring.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Gießverfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Kokille und der Reibring beim Einbringen der Schmelze als Einheit gemeinsam um eine Rotationsachse gedreht werden. In vorteilhafter Weise erfolgt das Eingießen und Verteilen der flüssigen Schmelze während der Drehung der die Kokille und den Reibring umfassenden Einheit um ihre eigene Achse, wobei die flüssige Schmelze aufgrund der Zentrifugalkräfte schnell vom Mit- telpunkt bzw. von der Rotationsachse aus in die zentrumsentlegenen bzw. radial äußeren Bereiche des Formhohlraumes fließt und diesen ausfüllt. Durch diesen schnellen Befüllvorgang erreicht die flüssige Schmelze in sehr kurzer Zeit die äußeren Anbindungsbereiche der Formhohlräume und versorgt diese zuerst mit flüssiger Schmelze. Hierdurch entsteht eine qualitativ sehr hochwertige form- schlüssige Verbindung des Tragteils mit dem Reibring, so dass die so hergestellte Bremsscheibe nahezu die Qualität eines einstückigen Bauteils erreicht, wodurch in vorteilhafter Weise das Ausschussrisiko auf Grund mangelhafter Verbindung zwischen Tragteil und Reibring sinkt. Da der Erstarrungsvorgang der Schmelze bereits beim Eintritt in die Kokille beginnt, begünstigt die auf die Schmelze wirkende Zentrifugalkraft nicht nur den schnellen Befüllvorgang desThe casting method according to the invention for producing a brake disk with the features of independent claim 1 has the advantage that the mold and the friction ring are rotated together as a unit when introducing the melt around a rotation axis. Advantageously, the pouring and distribution of the liquid melt takes place during the rotation of the unit comprising the mold and the friction ring about its own axis, wherein the liquid melt due to the centrifugal forces quickly from the center or from the axis of rotation in the center or radially outer regions of the mold cavity flows and fills it. Due to this rapid filling process, the liquid melt reaches the outer bonding areas of the mold cavities in a very short time and supplies them first with liquid melt. This results in a very high quality positive connection of the support member with the friction ring, so that the brake disc thus produced almost reaches the quality of a one-piece component, which advantageously reduces the risk of rejects due to poor connection between the support member and friction ring. Since the solidification process of the melt already begins upon entry into the mold, the centrifugal force acting on the melt not only favors the rapid filling of the
Formhohlraumes, sondern verdichtet in vorteilhafter Weise gleichzeitig das Ge- füge während des primären Erstarrungsvorganges, wodurch das Tragteil über den gesamten Querschnitt homogene Festigkeitseigenschaften aufweist. Insbesondere ist durch das erfindungsgemäße Gießverfahren eine sehr genaue Dosierung der Schmelzmenge möglich, so dass die übliche Nacharbeit des Entfernens des Angussbereichs entfällt und somit eine relativ schnelle Taktung beim Her- stellprozess eingehalten werden kann. Für derartige kreisrunde Bauteile bietet sich daher in vorteilhafter Weise eine Automatisierung des Herstellprozesses an, insbesondere da auf Kreislaufmaterial verzichtet werden kann. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein fertigungstechnisch einfaches Her- stellungsverfahren bereit, bei welchem in vorteilhafter Weise eine hoch belastbare Bremsscheibe entsteht, welche sich durch hohe Qualität und niedrige Herstellungskosten auszeichnet. Mold cavity, but advantageously compresses the same during the primary solidification process, whereby the support member over the entire cross section has homogeneous strength properties. In particular, a very accurate metering of the amount of melt is possible by the casting method according to the invention, so that the usual reworking of the removal of the sprue area is eliminated and thus a relatively fast timing in the manufacturing process can be maintained. For such circular components, therefore, an automation of the production process is advantageously offered, in particular since circulation material can be dispensed with. Embodiments of the present invention provide a manufacturing technology simple production process ready, in which advantageously a high-load brake disc is formed, which is characterized by high quality and low production costs.
Die gleichmäßige Befüllung des Formhohlraumes der Kokille ist bei einer Gießvorrichtung zur Durchführung eines Gießverfahrens zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 6 dadurch erreicht, dass die Kokille und der Reibring als um eine Rotationsachse drehbar Einheit ausgeführt sind. In vorteilhafter Weise wird die Kokille in einer definierten Position zum Reibring während der Rotation mit flüssiger Schmelze befüllt und mit einem gleichmäßigen Wärmeeintrag beaufschlagt. Durch die gleichmäßige Befüllung der Formhohlräume und dadurch homogene thermische Belastung der Kokille wird mit der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung eine Bremsscheibe aus einem Guss erzeugt, die eine konstante reproduzierbare Qualität gewährleistet. Insbesondere sinken durch die Rotation der Einheit die Zykluszeiten des Herstellprozesses, wodurch damit wesentlich die Wirtschaftlichkeit des Produkts verbessert wird. The uniform filling of the mold cavity of the mold is achieved in a casting apparatus for carrying out a casting method for producing a brake disk for a vehicle with the features of independent claim 6, characterized in that the mold and the friction ring are designed as a rotation axis about a unit. Advantageously, the mold is filled in a defined position to the friction ring during rotation with liquid melt and applied with a uniform heat input. Due to the uniform filling of the mold cavities and thus homogeneous thermal loading of the mold, a brake disk made of a casting is produced with the casting device according to the invention, which ensures a constant reproducible quality. In particular, the rotation of the unit reduces the cycle times of the manufacturing process, thereby significantly improving the economics of the product.
Um ein Gießverfahren weiter zu optimieren, ist eine Gießanlage mit mehreren erfindungsgemäßen Gießvorrichtungen zur Durchführung eines erfindungsgemä- ßen Gießverfahrens zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 vorgesehen, welche jeweils Kokillen und zugehörige Einlässe zum Einbringen von Schmelze in die Kokillen aufweisen. Erfindungsgemäß weist die Gießanlage einen drehbaren Tisch zur Aufnahme der Gießvorrichtungen auf, welchem eine Schmelzeinrichtung zur Herstellung von Schmelze zugeordnet ist, welche die Einlässe der Kokillen mitIn order to further optimize a casting process, a casting plant with several pouring devices according to the invention for carrying out a casting method according to the invention for producing a brake disk for a vehicle having the features of independent claim 10 is provided, which molds and associated inlets for introducing melt into the molds exhibit. According to the invention, the casting plant on a rotatable table for receiving the casting devices, which is associated with a melting device for the production of melt, which with the inlets of the molds with
Schmelze beaufschlagt. In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Gießanlage kurze Zykluszeiten beim Gießen. Auf Grund der kurzen Zykluszeiten eignet die Gießanlage besonders vorteilhaft für eine Automatisierung des Herstellprozesses. Die Entnahme der fertigen Bremsscheibe und das Einlegen eines neuen Reibrings kann manuell, teilautomatisiert oder vollautomatsch erfolgen, so dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für die besonders wirtschaftliche Herstellung großer Stückzahlen von Bremsscheiben geeignet sind. Melt applied. Advantageously, the inventive allows Casting plant short cycle times during casting. Due to the short cycle times, the casting plant is particularly advantageous for automation of the manufacturing process. The removal of the finished brake disc and the insertion of a new friction ring can be done manually, semi-automatic or fully automatic, so that embodiments of the present invention are suitable for the particularly economical production of large numbers of brake discs.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentan- spruch 1 angegebenen Gießverfahrens und der im unabhängigen Patentanspruch 6 angegebenen Gießvorrichtung möglich. Advantageous improvements of the casting method given in the independent patent claim 1 and the casting device specified in the independent claim 6 are possible due to the measures and developments listed in the dependent claims.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gießverfahrens ist ein zentrales Einbringen der Schmelze in die Kokille im Wesentlichen entlang der Rotationsachse der Einheit vorgesehen. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch eine gleichmäßigeIn an advantageous embodiment of the casting method according to the invention, a central introduction of the melt into the mold is provided substantially along the axis of rotation of the unit. Advantageously, this results in a uniform
Verteilung der Schmelze im Formhohlraum der Kokille. Insbesondere erfolgt der erste Kontakt der Schmelze mit dem Boden der Kokille, von wo aus die direkte Befüllung des radial außenliegenden Formhohlraumes mit homogen temperierter Schmelze beginnt. Hierdurch wird eine vorzeitige Wärmeübertragung auf die Kokille verhindert bzw. er- folgt eine verzögerte Wärmeübertragung auf die Kokille. Das hat den Vorteil, dass die homogen temperierte, radial in den Formhohlraum fließende Schmelze somit einen Spannungsaufbau der fertigen Bremsscheibe wirkungsvoll vermeidet. Distribution of the melt in the mold cavity of the mold. In particular, the first contact of the melt takes place with the bottom of the mold, from where the direct filling of the radially outer mold cavity begins with homogeneously tempered melt. As a result, premature heat transfer to the mold is prevented or a delayed heat transfer to the mold takes place. This has the advantage that the homogeneously tempered, radially flowing into the mold cavity melt thus effectively avoids a stress build-up of the finished brake disc.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gießverfahrens ist das Einbringen einer genau definierten Menge der Schmelze in die Kokille vorgesehen, welche zum vollständigen Ausfüllen des Formhohlraumes ausreicht. Die Schmelze wird dabei so dosiert, dass es dem Rohteil möglich ist, das Schrumpfen beim Abkühlen bzw. Erstarren auszugleichen. Insbesondere wird somit eine nahezu nachbearbeitungsfreie Bremsscheibe hergestellt, wodurch eine umfangreiche Nacharbeit insbe- sondere im Angussbereich entfällt und dadurch die Bremsscheibe wesentlich schneller bzw. wirtschaftlicher hergestellt wird. In a further advantageous embodiment of the casting method according to the invention the introduction of a precisely defined amount of the melt is provided in the mold, which is sufficient for complete filling of the mold cavity. The melt is metered so that it is the blank possible to compensate for shrinkage during cooling or solidification. In particular, an almost after-processing brake disc is thus produced, which eliminates extensive rework, in particular in the sprue area and thereby the brake disc is made much faster or more economical.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gießverfahrens ist vorgesehen, dass die Drehzahl der Einheit über die Dauer des Gießvorgangs variabel eingestellt wird. Somit kann durch gezielte Steuerung der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Einheit Einfluss auf den Gießdruck ausgeübt werden. Dadurch können mit diesem Verfahren in vorteilhafter Weise auch Bauteile mit dünneren Wanddicken problemlos hergestellt werden, bei welchen beim Ausfüllen des Formhohlraums mit Schmelze ein hoher Gießdruck erforderlich ist. In a further advantageous embodiment of the casting method according to the invention it is provided that the rotational speed of the unit is set variably over the duration of the casting process. Thus, by targeted control of the rotational speed or speed of the unit exerted influence on the casting pressure become. As a result, components with thinner wall thicknesses can also be manufactured without problems in an advantageous manner, in which case a high casting pressure is required when filling the mold cavity with melt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gießverfahrens ist vorgesehen, dass ein Vakuum in dem Formhohlraum der Kokille erzeugt wird. In vorteilhafter Weise erzeugt das Vakuum eine Sogwirkung in den Formhohlraum der Kokille und beschleunigt somit den Füllvorgang des Formhohlraumes. In a further advantageous embodiment of the casting method according to the invention it is provided that a vacuum is generated in the mold cavity of the mold. Advantageously, the vacuum creates a suction effect in the mold cavity of the mold and thus accelerates the filling of the mold cavity.
In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Gießvorrichtung eine Dosiereinrichtung zum Einbringen einer genau definierten Menge der Schmelze in die Kokille. Hierbei weist die Dosiereinrichtung einen Behälter zur Aufnahme von Schmelze auf, welcher mit einer Mechanikeinheit zu öffnen und zu verschließen ist. In vorteilhafter Weise wird die zugeführte Schmelze dabei so dosiert, dass es dem Rohteil möglich ist, das Schrumpfen beim Erstarren bzw. Abkühlen auszugleichen. In an advantageous embodiment, the casting device according to the invention comprises a metering device for introducing a precisely defined amount of the melt into the mold. In this case, the metering device has a container for receiving melt, which is to be opened and closed with a mechanical unit. Advantageously, the supplied melt is metered so that it is the blank possible to compensate for shrinkage during solidification or cooling.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung ist vorgesehen, dass der Formhohlraum der Kokille im Wesentlichen in Form eines Topfes ausgeführt ist, dessen Öffnung nach oben oder nach unten gerichtet ist. In vorteilhafter Weise kann auf Grund der erfindungsgemäßen rotierenden In a further advantageous embodiment of the casting device according to the invention it is provided that the mold cavity of the mold is designed substantially in the form of a pot whose opening is directed upwards or downwards. Advantageously, due to the inventive rotating
Einheit von Kokille und Reibring sowie der dadurch radial nach außen fließenden Schmelze die Öffnung des Topfes nach oben oder nach unten ausgerichtet sein, da die Fließrichtung der Schmelze hauptsächlich durch die Zentrifugalkraft bestimmt wird und somit die Ausrichtung des Topfes weitgehend ohne Einfluss ist.  Unit of mold and friction ring and the resulting radially outwardly flowing melt the opening of the pot up or down to be aligned, since the flow direction of the melt is mainly determined by the centrifugal force and thus the orientation of the pot is largely without influence.
Ein nach unten geöffneter Formhohlraum des Topfes begünstigt die Fließgeschwindigkeit der Schmelze durch die Schwerkraft zusätzlich. A downwardly open mold cavity of the pot favors the flow rate of the melt by gravity in addition.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Gießvorrichtung eine Schmelzeinrichtung zur Herstellung einer Schmelze, welche unmit- telbar mindestens einen Einlass einer Kokille einer Gießvorrichtung mit Schmelze beaufschlagt. Hieraus ergibt sich ein direktes Erschmelzen des zur Herstellung eines Bauteiles notwendigen Flüssigmetallvolumens, indem die Schmelzeinrichtung direkt einer Gießvorrichtung zugeordnet ist. Diese direkt zugeordnete In a further advantageous embodiment, the casting device according to the invention comprises a melting device for producing a melt, which directly impinges melt on at least one inlet of a mold of a casting device. This results in a direct melting of the liquid metal volume necessary for the production of a component in that the melting device is assigned directly to a casting device. This directly assigned
Schmelzeinrichtung bildet in vorteilhafter Weise die Grundlage für eine Automati- sierung des Herstellprozesses bzw. des Gießverfahrens. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Melting device advantageously forms the basis for an automation of the manufacturing process or the casting process. Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described below. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines teilweise dargestellten Ausführungsbeispiels einer eine Kokille aufweisenden Gießvorrichtung für ein Gießverfahren zur Herstellung einer ein Tragteil und einen Reibring umfassenden Bremsscheibe. Fig. 1 shows a schematic sectional view of a partially illustrated embodiment of a mold having a casting device for a casting process for producing a brake disk comprising a support member and a friction ring.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer teilweise dargestellten Bremsscheibe, bei welcher das Tragteil über Stifte an den Reibring angegossen ist. Fig. 2 shows a schematic sectional view of a brake disc partially shown, in which the support member is cast over pins on the friction ring.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines teilweise dargestellten weiteren Ausführungsbeispiels einer eine Kokille aufweisenden Gießvorrichtung für ein Gießverfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe, wobei einem Einlass der Kokille eine Einrichtung zur Bereitstellung von Schmelze vorgeschaltet ist. 3 shows a schematic sectional view of a partially illustrated further embodiment of a mold having a mold for a casting method for producing a brake disk, wherein an inlet of the mold is preceded by a device for providing melt.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In den Figuren 1 bis 3 ist ein Teil einer Bremsscheibe 10 für ein Fahrzeug dargestellt, welche ein zentral angeordnetes Tragteil 14 aufweist, in welchem Löcher 14.1 zur Befestigung der Bremsscheibe 10 an einer nicht dargestellten Radnabe des Fahrzeugs ausgebildet sind. Das Tragteil 14 ist vorzugsweise in Form eines offenen Topfes mit einem Boden 14.2 und einer Umfangswand 14.3 ausgebildet. Das Tragteil 14 ist von einem eine Öffnung 16.1 aufweisenden Reibring 16 umgeben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Reibring 16 zwei parallel zueinander angeordnete Reibringscheiben 16.2 und 16.3, die über Verbindungsstege 16.4 in bekannter Art und Weise miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise Kühlkanäle 18 zwischen den beiden Reibringscheiben 16.2, 16.3 ausgebildet werden. Die Reibringscheiben 16.2, 16.3 wirken in bekannter Weise mit Bremsbelägen eines hier nicht dargestellten Bremssystems des Fahrzeugs zusammen, wobei die auf Grund der Reibwärme in dem Reibring 16 erzeugte Wärme über die Kühlkanäle 18 zumindest teilweise aus dem Reibring 16 geleitet wird. In the figures 1 to 3, a part of a brake disc 10 is shown for a vehicle, which has a centrally arranged support member 14 in which holes 14.1 are formed for attachment of the brake disc 10 to a wheel hub of the vehicle, not shown. The support member 14 is preferably in the form of an open pot with a bottom 14.2 and a peripheral wall 14.3. The support member 14 is surrounded by an opening 16.1 having a friction ring 16. In the present embodiment, the friction ring 16 comprises two mutually parallel friction rings 16.2 and 16.3, which are connected to each other via connecting webs 16.4 in a known manner, preferably cooling channels 18 between the two friction rings 16.2, 16.3 are formed. The friction rings 16.2, 16.3 cooperate in a known manner with brake pads of a brake system, not shown here of the vehicle, which generated due to the frictional heat in the friction ring 16 Heat is at least partially passed out of the friction ring 16 via the cooling channels 18.
Das Tragteil 14 ist entweder direkt oder indirekt an den Reibring 16 angegossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Tragteil 14 über eine Vielzahl von in der Umfangswand 14.3 des Tragteiltopfes 14 eingeformten Verbindungselementen 38 in Form von Stiften, Bolzen oder dergleichen mit dem Reibring 16 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente als Stifte 38 ausgeführt, wobei zwischen zehn und zwanzig Stifte über den Umfang des Tragteils 14 verteilt vorgesehen sind. Die Stifte 38 weisen jeweils einen Kopf 38.1 mit umlaufendem Fortsatz 38.2 auf, mit dem dieser fest in der Umfangswand 14.3 des Tragteiltopfes 14 fixiert ist. In den Verbindungsstegen 16.4 sind Bohrungen 16.5 zur Aufnahme der Stifte 38 ausgebildet, wobei diese sowohl als durchgehende Bohrungen als auch als Sacklochbohrung ausgebildet sein kön- nen. Diese Bohrungen 16.5 sind gemäß Fig. 1 und 2 in einer Mittel längsachse 40 des Reibrings 16, also zentrisch zwischen den beiden Reibringscheiben 16.2, 16.3 ausgebildet. Es wäre aber auch ein Versatz dieser Bohrungen 16.5 möglich. The support member 14 is cast either directly or indirectly to the friction ring 16. In the present embodiment, the support member 14 is connected via a plurality of molded in the peripheral wall 14.3 of the support member pot 14 connecting elements 38 in the form of pins, bolts or the like with the friction ring 16. In the present embodiment, the connecting elements are designed as pins 38, wherein between ten and twenty pins are provided distributed over the circumference of the support member 14. The pins 38 each have a head 38.1 with circumferential extension 38.2, with which it is firmly fixed in the peripheral wall 14.3 of the support member pot 14. In the connecting webs 16.4 holes 16.5 are formed for receiving the pins 38, which can be formed both as through holes and as a blind hole NEN. These holes 16.5 are shown in FIG. 1 and 2 in a central longitudinal axis 40 of the friction ring 16, that is formed centrally between the two friction rings 16.2, 16.3. But it would also be an offset of these holes 16.5 possible.
Während der Reibring 16 bevorzugt aus Grauguss besteht, besteht das Tragteil 14 entweder ebenfalls aus Grauguss oder alternativ hierzu aus einem anderenWhile the friction ring 16 is preferably made of gray cast iron, the support member 14 is either also made of gray cast iron or alternatively from another
Material. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Tragteil 14 aus einem Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung. Die Stifte 38 sind aus Edelstahl, vorzugsweise aus nichtrostendem Edelstahl hergestellt. Bei der Herstellung einer Bremsscheibe 10 für ein Fahrzeug wird zunächst ein aus Gusseisen bestehender, eine Öffnung 16.1 aufweisender Reibring 16 mit an einem Innenumfang 16.6 des Reibringes 16 angeordneten Bohrungen 16.5 hergestellt und Stifte 38 in die Bohrungen 16.5 des Reibringes 16 eingesetzt. Danach wird der Reibring 16 in eine Gießvorrichtung 28 eingelegt, so dass inner- halb der Öffnung 16.1 des Reibringes 16 ein Gießwerkzeug der GießvorrichtungMaterial. In the present embodiment, the support member 14 made of a light metal, preferably an aluminum alloy. The pins 38 are made of stainless steel, preferably stainless steel. In the manufacture of a brake disk 10 for a vehicle, a friction ring 16 consisting of cast iron and having an opening 16.1 is firstly produced with bores 16.5 arranged on an inner circumference 16.6 of the friction ring 16 and pins 38 inserted into the bores 16.5 of the friction ring 16. Thereafter, the friction ring 16 is inserted into a casting device 28, so that within the opening 16.1 of the friction ring 16, a casting tool of the casting device
28, eine so genannten Kokille 12 angeordnet ist. Die Kokille 12 weist ein Formoberteil 12.1 und ein Formunterteil 12.2 auf, welche einen das Tragteil 14 abbildenden Formhohlraum 22 ausbilden und deren Trennebene 12.3 vorzugsweise mit der Mittellängsachse 40 des Reibringes 16 fluchtet. Im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel ist der Formhohlraum 22 der Kokille im Wesentlichen in Form eines28, a so-called mold 12 is arranged. The mold 12 has an upper mold part 12. 1 and a lower mold part 12. 2, which form a mold cavity 22 depicting the support part 14 and whose parting plane 12. 3 is preferably aligned with the central longitudinal axis 40 of the friction ring 16. In the present embodiment, the mold cavity 22 of the mold is substantially in the form of a
Topfes ausgeführt, dessen Öffnung 22.1 nach oben gerichtet ist. Alternativ hierzu kann der Formhohlraum 22 auch derart ausgeführt sein, dass die Öffnung 22.1 des Topfes nach unten gerichtet ist. Anschließend wird in einem Gießverfahren zur Herstellung der Bremsscheibe 10 in der Kokille 12, ein zentrales mit einer Radnabe verbindbares Tragteil 14 in die Öffnung 16.1 des Reibringes 16 eingegossen, indem eine Schmelze 20 in den Formhohlraum 22 der Kokille 12 eingebracht wird. Hierdurch wird das in dem Formhohlraum 22 entstehende Tragteil 14 an den Reibring 16 angegossen, indem die Köpfe 38.1 der Stifte 38 des Reibringes 16 mit in die Umfangswand 14.3 des Tragteiltopfes 14 eingegossen werden, wobei die Längsachsen 38.3 der Stifte 38 in der Trennebene 12.3 der Kokille 12 liegt. Eine Fixierung des Gießwerkzeugs bzw. der Kokille 12 mit dem Formoberteil 12.1 und dem Formunterteil 12.2 erfolgt beim indirekten Angießen des Tragteils 14 an den Reibring 16 über das Anliegen der Werkzeugteile 12.1 , 12.2 an den Stiften 38 oder alternativ hierzu beim direkten Angießen des Tragteils 14 an den Reibring 16 über das Anliegen der Werkzeugteile 12.1 , 12.2 an einer Anlagefläche am Innenumfang 16.6 des Reibringes 16. Executed pot whose opening 22.1 is directed upward. Alternatively to this the mold cavity 22 may also be designed such that the opening 22.1 of the pot is directed downwards. Subsequently, in a casting process for producing the brake disk 10 in the mold 12, a central support member 14 connectable to a wheel hub is cast into the opening 16.1 of the friction ring 16 by introducing a melt 20 into the mold cavity 22 of the mold 12. As a result, the resulting in the mold cavity 22 support member 14 is cast on the friction ring 16 by the heads 38.1 of the pins 38 of the friction ring 16 are cast in the peripheral wall 14.3 of the support member pot 14, wherein the longitudinal axes 38.3 of the pins 38 in the parting plane 12.3 of the mold 12 is located. A fixation of the casting mold or the mold 12 with the upper mold part 12.1 and the lower mold part 12.2 takes place in the indirect casting of the support member 14 to the friction ring 16 on the concern of the tool parts 12.1, 12.2 to the pins 38 or alternatively for direct casting of the support member 14 at the friction ring 16 on the concern of the tool parts 12.1, 12.2 on a contact surface on the inner circumference 16.6 of the friction ring 16th
Erfindungsgemäß werden die Kokille 12 und der Reibring 16 beim Einbringen der Schmelze 20 als Einheit 24 gemeinsam um eine Rotationsachse 26 gedreht, um ein dichtes Gefüge des Tragteils 14 beim Gießen zu erreichen. Indem die Kokille 12 mit dem Reibring 16 beim Einbringen der Schmelze 20 in Rotation versetzt wird, übernimmt die Fliehkraft bzw. Zentrifugalkraft die Verdichtung des Gefüges. In vorteilhafter Weise ist hierdurch die Automatisierung des Herstellprozesses möglich, insbesondere da auf Kreislaufmaterial verzichtet werden kann. Durch die Rotation der die Kokille 12 und den Reibring 16 aufweisenden Einheit 24 wird zuerst der Anbindungsbereich des Tragteiles 14 zum Reibring 16 mit Schmelze 20 versorgt, wodurch in vorteilhafter Weise das Ausschussrisiko sinkt. In vorteilhafter Weise wird der Gießdruck der Schmelze 20 über die Rotationsgeschwindigkeit der Einheit 24 gesteuert. Durch diesen gezielten, über die Rotationsgeschwindigkeit gesteuerten Gießdruck sind dünnere Wanddicken eines zu gießenden Bauteils 14 möglich. According to the invention, the mold 12 and the friction ring 16 together with the introduction of the melt 20 as a unit 24 are rotated about an axis of rotation 26 in order to achieve a dense structure of the support member 14 during casting. By the mold 12 is set in rotation with the friction ring 16 during introduction of the melt 20, the centrifugal force or centrifugal force takes over the compaction of the structure. Advantageously, thereby the automation of the manufacturing process is possible, especially as can be dispensed with circulation material. As a result of the rotation of the unit 24 having the mold 12 and the friction ring 16, the connection region of the support part 14 to the friction ring 16 is first supplied with molten metal 20, as a result of which the reject risk is advantageously reduced. Advantageously, the casting pressure of the melt 20 is controlled via the rotational speed of the unit 24. Thinner wall thicknesses of a component 14 to be cast are possible through this targeted casting pressure controlled by the rotational speed.
In vorteilhafter Weise erfolgt ein zentrales Einbringen der Schmelze 20 in die Kokille 12 im Wesentlichen entlang der Rotationsachse 26 der Einheit 24. Hierzu weist die Gießvorrichtung 28 einen zentralen Einlass 34 auf, welcher sich im Wesentlichen entlang der Rotationsachse 26 der Einheit 24 erstreckt und in den Formhohlraum 22 der Kokille 12 mündet. Über den Einlass 34 erfolgt ein Einbringen einer genau definierten Menge der Schmelze 20 in die Kokille 12, welche zum vollständigen Ausfüllen des Formhohlraumes 22 ausreicht. Die zugeführte Schmelze 20 wird dabei so dosiert, 5 dass es dem Rohteil 14 möglich ist, das Schrumpfen beim Erstarren bzw. Abkühlen auszugleichen. Hierzu weist die Gießvorrichtung 28 eine dem Einlass 34 vorgeschaltete Einrichtung zur Bereitstellung der Schmelze 20 auf, welche in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine Dosiereinrichtung 30 zum Einbringen einer genau definierten Menge der Schmelze 20 in die Kokille 12 aufweist. Die Dol o siereinrichtung 30 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Behälter Advantageously, a central introduction of the melt 20 into the mold 12 substantially along the axis of rotation 26 of the unit 24. For this purpose, the casting device 28 has a central inlet 34 which extends substantially along the axis of rotation 26 of the unit 24 and in the Mold cavity 22 of the mold 12 opens. Via the inlet 34, a precisely defined amount of the melt 20 is introduced into the mold 12, which is sufficient to completely fill the mold cavity 22. The supplied melt 20 is thereby metered, 5 that the blank 14 is possible to compensate for the shrinkage during solidification or cooling. For this purpose, the casting device 28 has an upstream of the inlet 34 means for providing the melt 20, which has a metering device 30 for introducing a well-defined amount of the melt 20 in the mold 12 in the embodiment of FIG. The Dol o siereinrichtung 30 includes in the illustrated embodiment, a container
30.1 zur Aufnahme von Schmelze 20, dessen untenliegender Auslauf 30.2 mit einer Mechanikeinheit 30.3 zu öffnen und zu verschließen ist. Die Mechanikeinheit 30.3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schiebemechanismus ausgebildet, welcher durch Verschieben eines Schiebers den Auslauf 30.2 des Be- 15 hälters 30.1 öffnen und verschließen kann. Am Boden des Einlasses 34 ist die  30.1 for receiving melt 20, whose bottom outlet 30.2 with a mechanical unit 30.3 to open and close. In the present exemplary embodiment, the mechanical unit 30.3 is designed as a sliding mechanism which can open and close the outlet 30.2 of the container 30.1 by displacing a slide. At the bottom of the inlet 34 is the
Form der Kokille 12 so ausgestaltet, dass eine Zuführung der Schmelze 20 in Rotationsrichtung absolut gleichmäßig verläuft. Insbesondere ist ein Eintrittsbzw. Zuführbereich des Formhohlraumes 22 der Kokille 12 als Ringspalt 22.2 ausgeführt, wodurch eine genaue Dosierung der einzubringenden Schmelze 20 20 möglich ist.  Shape of the mold 12 designed so that a supply of the melt 20 in the direction of rotation is absolutely uniform. In particular, a Eintrittsbzw. Feed region of the mold cavity 22 of the mold 12 designed as an annular gap 22.2, whereby an accurate dosage of the introduced melt 20 20 is possible.
Beim erfindungsgemäßen Gießverfahren wird die Drehzahl der die Kokille 12 und den Reibring 16 umfassenden Einheit 24 über die Dauer des Gießvorgangs variabel eingestellt. Hierzu weist die Gießvorrichtung 28 eine hier nicht dargestellte 25 Einrichtung zur variablen Drehzahleinstellung über die Prozessdauer auf. In the casting method according to the invention, the rotational speed of the unit 24 comprising the mold 12 and the friction ring 16 is set variably over the duration of the casting process. For this purpose, the casting device 28 has a device, which is not shown here, for variably setting the rotational speed over the duration of the process.
Da beim Umgießen des Innenumfangs 16.6 des Reibringes 16 üblicherweise schwindungsbedingt ein Spalt zwischen dem Tragteil 14 und dem Reibring 16 entsteht, kann eine hier nicht dargestellte Heizeinrichtung zum Beheizen desSince during casting around the inner circumference 16.6 of the friction ring 16, a gap between the support member 14 and the friction ring 16 usually arises due to shrinkage, a heating device, not shown here for heating the
30 Reibringes 16 vorgesehen sein. Hierzu wird der Reibring 16 auf eine Temperatur gebracht, welche bei der Schwindung einen Ausgleich zwischen den beiden Bauteilen 14, 16 schafft oder eine Vorspannung zwischen den beiden Bauteilen 14, 16 erzeugt. Vorzugsweise werden in der Heizeinrichtung Induktionsspulen verwendet. Da die Heizeinrichtung und somit die Induktionsspulen an der Gießvor-30 friction ring 16 may be provided. For this purpose, the friction ring 16 is brought to a temperature which creates a balance between the two components 14, 16 during the shrinkage or generates a bias voltage between the two components 14, 16. Preferably, induction coils are used in the heater. Since the heating device and thus the induction coils at the Gießvor-
35 richtung 28 feststehend angeordnet sind, ist die Rotation des Reibringes 16 für einen gleichmäßigen Wärmeeintrag in den Reibring 16 wichtig. In einer weiteren Ausgestaltung des Gießverfahrens wird ein Vakuum in dem Formhohlraum 22 der Kokille 12 erzeugt. Ferner können Entlüftungsöffnungen im Gießwerkzeug bzw. in der Kokille 12 vorgesehen sein. 35 direction 28 are fixed, the rotation of the friction ring 16 for a uniform heat input into the friction ring 16 is important. In a further embodiment of the casting method, a vacuum is generated in the mold cavity 22 of the mold 12. Furthermore, ventilation openings may be provided in the casting tool or in the mold 12.
In einer alternativen Ausführung einer dem Einlass 34 vorgeschalteten Einrichtung zur Bereitstellung der Schmelze 20 gemäß Fig. 3 umfasst diese eine Schmelzeinrichtung 32 zur Herstellung von Schmelze 20, welche unmittelbar den Einlass 34 der Kokille 12 der Gießvorrichtung 28 mit Schmelze 20 beaufschlagt, wobei auch die Beaufschlagung von weiteren Kokillen 12 über diese Schmelzeinrichtung 32 denkbar wäre. Die erfindungsgemäße Schmelzeinrichtung 32 ermöglicht ein direktes Erschmelzen des zur Herstellung eines Tragteiles 14 notwendigen Flüssigmetallvolumens in einer der mindestens einer Kokille 12 bzw. einer Gießvorrichtung direkt zugeordneten Schmelzeinrichtung 32. Die Schmelzein- richtung 32 weist vorzugsweise Induktionsspulen 32.4 auf, so dass das Erschmelzen des Metalls mittels induktiver Beheizung erfolgt. Vorzugsweise wird das Metall über das Gewicht portioniert in die Schmelzeinrichtung 32 gegeben. Dies kann sowohl einstückig, beispielsweise als mechanisch getrenntes bzw. abgelängtes Stangenmaterial, als auch als Granulat erfolgen. Die Schmelzeinrich- tung 32 ist dem Einlass 34 der Kokille 12 vorgeschaltet und rotiert selbst nicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schmelzeinrichtung 32 als Behälter 32.1 ausgebildet, der über einen untenliegenden Schließmechanismus 32.2 von dem Einlass 34 der Kokille 12 getrennt ist. Die obere Einfüllöffnung des In an alternative embodiment of an upstream of the inlet 34 means for providing the melt 20 of FIG. 3, this comprises a melting device 32 for the production of melt 20, which acts directly on the inlet 34 of the mold 12 of the casting device 28 with melt 20, wherein the impingement would be conceivable by further mold 12 via this melting device 32. The melting device 32 according to the invention enables direct melting of the liquid metal volume necessary for producing a carrier part 14 in one of the at least one mold 12 or casting device directly associated with melting device 32. The melting device 32 preferably has induction coils 32.4, so that the melting of the metal means Inductive heating takes place. The metal is preferably portioned into the melting device 32 by the weight. This can be done both in one piece, for example as mechanically separated or cut rod material, as well as granules. The melting device 32 is connected upstream of the inlet 34 of the mold 12 and does not rotate itself. In the present exemplary embodiment, the melting device 32 is designed as a container 32.1, which is separated from the inlet 34 of the mold 12 via an underlying closing mechanism 32.2. The upper filling opening of the
Schmelzbehälters 32.1 wird durch einen dichtenden Deckel 32.3 verschlossen. Melting container 32.1 is closed by a sealing lid 32.3.
Um ein Beschleunigen des Füllvorganges des Einlasses 34 zu erreichen und zusätzlich einen Sauerstoff-Zutritt in die Schmelzeinrichtung 32 beim Schmelzen zu verhindern, ist eine Stickstoffzugabe in die Schmelzeinrichtung 32 vorgesehen. In vorteilhafter Weise wird dadurch das flüssige Metall möglichst schnell in den Ein- lass 34 der Kokille 12 gepresst. In order to accelerate the filling process of the inlet 34 and in addition to prevent oxygen from entering the melting device 32 during melting, a nitrogen addition to the melting device 32 is provided. In this way, the liquid metal is advantageously pressed into the inlet 34 of the mold 12 as quickly as possible.
Um eine weitere Automatisierung des Herstellprozesses einer Bremsscheibe 10 für ein Fahrzeug zu ermöglichen, ist eine Gießanlage mit mehreren Gießvorrichtungen 28 vorgesehen, welche jeweils Kokillen 12 und zughörige Einlässe 34 zum Einbringen von Schmelze 20 in die Kokillen 12 aufweisen. Erfindungsgemäß weist die Gießanlage einen drehbaren Tisch zur Aufnahme der Gießvorrichtun- gen 28 auf, welchem eine Schmelzeinrichtung 32 zur Herstellung von Schmelze 20 zugeordnet ist, welche die Einlässe 34 der Kokillen 12 mit Schmelze 20 beaufschlagt. Vorzugsweise beaufschlagt die Schmelzeinrichtung 32 die Einlässe 34 der Kokillen 12 nacheinander. In order to enable further automation of the manufacturing process of a brake disk 10 for a vehicle, a casting installation with several casting devices 28 is provided, which each have molds 12 and associated inlets 34 for introducing melt 20 into the molds 12. According to the invention, the casting installation has a rotatable table for receiving the casting devices. gene 28, which is associated with a melting device 32 for the production of melt 20, which acts on the inlets 34 of the molds 12 with melt 20. Preferably, the melting device 32 acts on the inlets 34 of the dies 12 in succession.

Claims

Ansprüche claims
1. Gießverfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug, bei welchem in einer Kokille (12) ein zentrales mit einer Radnabe verbindbares Tragteil (14) in eine Öffnung (16.1) eines Reibringes (16) eingegossen wird, indem eine Schmelze (20) in einen Formhohlraum (22) der Kokille (12) eingebracht wird, wodurch das in dem Formhohlraum (22) entstehende Tragteil (14) an den Reibring (16) angegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (12) und der Reibring (16) beim Einbringen der Schmelze als Einheit (24) gemeinsam um eine Rotationsachse (26) gedreht werden. A casting method for producing a brake disk for a vehicle in which a central support member (14) connectable to a wheel hub is cast into an opening (16.1) of a friction ring (16) in a mold (12) by injecting a melt (20) into a mold cavity (22) of the mold (12) is introduced, whereby the in the mold cavity (22) resulting support member (14) is cast on the friction ring (16), characterized in that the mold (12) and the friction ring (16) when introducing the melt as a unit (24) are rotated together about a rotation axis (26).
2. Gießverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze (20) im Wesentlichen entlang der Rotationsachse (26) der Einheit (24) zentral in die Kokille (12) eingebracht wird. 2. casting method according to claim 1, characterized in that the melt (20) is introduced substantially along the axis of rotation (26) of the unit (24) centrally in the mold (12).
3. Gießverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine genau definierte Menge der Schmelze (20), welche zum vollständigen Ausfüllen des Formhohlraumes (22) ausreichend ist, in die Kokille (12) eingebracht wird. 3. casting method according to claim 1 or 2, characterized in that a precisely defined amount of the melt (20), which is sufficient to completely fill the mold cavity (22) is introduced into the mold (12).
4. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Einheit (24) über die Dauer des Gießvorgangs variabel eingestellt wird. 4. casting method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rotational speed of the unit (24) over the duration of the casting process is variably adjusted.
5. Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vakuum in dem Formhohlraum (22) der Kokille (12) erzeugt wird. 5. Casting method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a vacuum in the mold cavity (22) of the mold (12) is generated.
6. Gießvorrichtung zur Durchführung eines Gießverfahrens zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug mit einer Kokille (12), in welcher ein zentrales mit einer Radnabe verbindbares Tragteil (14) in eine Öffnung (16.1) eines Reibringes (16) eingießbar ist, wobei die Kokille (12) einen Formhohlraum (22) aufweist, in welchen eine Schmelze (20) einbringbar ist, wodurch das in dem Formhohlraum (22) entstehende Tragteil (14) an den Reibring (16) angießbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (12) und der Reibring (16) als um eine Rotationsachse (26) drehbare Einheit (24) ausgeführt sind. 6. casting device for performing a casting method for producing a brake disc for a vehicle having a mold (12) in which a central connectable to a hub support member (14) in an opening (16.1) of a friction ring (16) is pourable, wherein the mold (12) has a mold cavity (22), in which a melt (20) can be introduced, whereby the in the mold cavity (22) resulting support member (14) on the friction ring (16) is pourable, characterized in that the mold (12 ) and the friction ring (16) as around a rotation axis (26) rotatable unit (24) are executed.
7. Gießvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Dosiereinrichtung (30) zum Einbringen einer genau definierten Menge der Schmelze (20) in die Kokille (12), wobei die Dosiereinrichtung (30) einen Behälter (30.1) zur Aufnahme von Schmelze (20) aufweist, welcher mit einer Mechanikeinheit (30.2) zu öffnen und zu verschließen ist. 7. Casting apparatus according to claim 6, characterized by a metering device (30) for introducing a precisely defined amount of the melt (20) in the mold (12), wherein the metering device (30) has a container (30.1) for receiving Melt (20) which is to be opened and closed with a mechanical unit (30.2).
8. Gießvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (22) der Kokille (12) im Wesentlichen in Form eines Topfes ausgeführt ist, dessen Öffnung (22.1) nach oben oder nach unten gerichtet ist. 8. Casting apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the mold cavity (22) of the mold (12) is designed substantially in the form of a pot whose opening (22.1) is directed upwards or downwards.
9. Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Schmelzeinrichtung (32) zur Herstellung einer Schmelze (20), welche unmittelbar mindestens einen Einlass (34) einer Kokille (12) der Gießvorrichtung (28) mit Schmelze beaufschlagt. 9. Casting device according to one of claims 6 to 8, characterized by a melting device (32) for producing a melt (20) which directly at least one inlet (34) of a mold (12) of the casting device (28) acted upon with melt.
10. Gießanlage mit mehreren Gießvorrichtungen zur Durchführung eines Gießverfahrens zur Herstellung von Bremsscheiben für ein Fahrzeug, welche jeweils Kokillen (12) und zugehörige Einlässe (34) zum Einbringen von Schmelze (20) in die Kokillen (12) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Gießvorrichtungen (28) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 ausgeführt sind, wobei die Gießvorrichtungen (28) von einem drehbaren Tisch aufgenommen sind, welchem eine Schmelzeinrichtung (32) zur Herstellung von Schmelze (20) zugeordnet ist, welche die Einlässe (34) der Kokillen (12) mit Schmelze (20) beaufschlagt. 10. Casting system with a plurality of pouring devices for carrying out a casting process for the production of brake disks for a vehicle, each having molds (12) and associated inlets (34) for introducing melt (20) in the molds (12), characterized in that the a plurality of pouring devices (28) according to one of claims 6 to 9, wherein the pouring devices (28) are accommodated by a rotatable table, to which a melting device (32) for producing molten metal (20) is associated, the inlets (34). the mold (12) with melt (20) acted upon.
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