WO2022069005A1 - Motor vehicle composite brake drum for a motor vehicle brake, and new twist-lock production method for same - Google Patents
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- WO2022069005A1 WO2022069005A1 PCT/DE2021/200135 DE2021200135W WO2022069005A1 WO 2022069005 A1 WO2022069005 A1 WO 2022069005A1 DE 2021200135 W DE2021200135 W DE 2021200135W WO 2022069005 A1 WO2022069005 A1 WO 2022069005A1
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Definitions
- Motor vehicle composite brake drum for a motor vehicle wheel brake and novel twist-lock manufacturing method therefor
- the invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1, for a motor vehicle wheel brake, which is constructed in multiple parts using multi-material technology (e.g. pairing of steel/leading construction materials—that is to say by pairing of components made of different materials).
- a multi-piece composite motor vehicle brake drum 1 is an unsprung applied mass component of a vehicle axle of a motor vehicle chassis made up of at least two or more components firmly joined together and includes at least one sheet metal base component 2 as an interface to a rotatably mounted wheel hub of the motor vehicle axle.
- a friction ring component 3 comprises at least one friction surface which is suitable and intended for cooperation with at least one friction lining which is mounted in a torque-proof manner.
- the sheet metal base component 2 and the friction ring component 3 are in turn (axially and rotationally) firmly connected to one another.
- DE 10 2009 044 678 B4 discloses a forming method and a forming tool for the rational production of a composite brake drum for the purpose of simultaneous, form-fitting insertion between two components W1, W2 by means of pins using cold forming technology.
- the pins serve both as a fixation means and to prevent rotation.
- a radially outer cast component has recesses so that a radially inner forged aluminum component with pins can be inserted into the corresponding recesses in a form-fitting and non-positive manner at the same time.
- DE 10 2019 200 261 A1 shows a multi-piece, temperature-resistant and also lightweight composite brake drum, which has a special joining interface for the purpose of mutual, fixedly arranged fixing of your components, which is arranged radially aligned with a flange plane, and with separate fixing means, such as in particular several axial and / or radially directed fastening elements for the purpose of mutual fixation (axial direction) between the components.
- WO 2020/144251 A1 describes a multi-piece, improved composite brake drum with a sheet metal base component and with a friction ring component and with a special separation (splitting in the flow of forces) between special form-fitting means for mutual (axial) component fixing on the one hand and with special press-fitting means for mutual torque transmission/rotational fixing on the other hand.
- the positive locking in the axial direction is used in this case by a radial deformation on the sheet metal base component.
- the present invention is responsible for the new collective task of providing rationally improved component manufacture and component assembly of a weight-efficient, further improved motor vehicle composite brake drum (property claim motor vehicle composite brake drum and streamlined assembly method for the production of a motor vehicle composite brake drum) which, with reasonable tool expenditure, both particularly rational component manufacture environmentally friendly, high-quality (concentricity!) efficient component joining permitted.
- the bayonet principle automatically defines a new type of assembly process which includes a push-screw process (twist lock) and in which the components define a mutual, integrated assembly aid/assembly guide/device.
- FIG. 3 shows a detail of a form-fitting bayonet joint interface using a bayonet mount on the friction ring component in connection with mutual axial prestressing (cf. prestressing cam on the metal base component), enlarged in section,
- the invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1 constructed from two different material components that are mutually fixed.
- a metal friction ring component 3 is carried by a sheet metal base component 2 that is designed to be as lightweight as possible.
- a sheet metal base component 2 made of sheet metal preferably, for example, sheet steel or aluminum
- material i.e. mass, can be reduced as required without having a critical impact on the strength of the entire brake drum.
- the sheet metal floor component 2 can be made of any material, such as in particular a metal material that is as thin as possible or alternatively made of a plastic material.
- a lightweight sheet steel or sheet aluminum floor component carrying a cylindrical friction ring component 3 .
- the friction ring component 3 includes a radially inward facing friction surface for cooperation with a friction lining (a drum brake shoe).
- the cup-shaped or disk-shaped sheet metal base component 2 is preferably designed as a deep-drawn, stretched cup and encompasses its base.
- the sheet metal floor component 2 is used on the one hand to hold or fix it to a chassis component, such as in particular to a wheel hub or the like.
- the friction ring component 3 and sheet metal base component 2 are mutually fixed to one another (axially and non-rotatably).
- the mutual fixation is form-fit without the need for an additional machine element (screw or rivet).
- interfaces between the components that are suitable, separate or arranged in any way combined with one another in the sense of a division of labor enable a) precise fixing and centering between components (axial direction and radial direction, b) precise coaxiality between components (concentricity), c) largely unyielding rotational fixation /torsional strength (positive rotational fixation)axial fixation between components, d) thermal compatibility (thermal expansion coefficient, heat absorption capacity).
- the sheet metal floor component 2 is made of a thin-walled, disc-shaped sheet metal material (preferably based on a sheet steel strip/coil with a planar initial thickness of between at least about 1.0 - 10.0 mm (preferably on average about a maximum of 4.0 mm) or aluminum sheet metal strips Z -coil with a planar initial thickness between at least about 3.0 - 16.0 mm with preferably an average of about 6.0 mm) separated.
- Form-fitting means 4,4' are designed as a bayonet joint interface.
- several bayonet mounts 5 are defined on the friction ring component 3 at the front/circumferential side offset at an angle to one another, which may be designed as offset or hook-shaped curved bayonet lugs.
- the bayonet socket 5 engages a correspondingly assigned bayonet socket 6 of the metal base component 2 in a form-fitting manner.
- the necessary number of joining interfaces/bayonet mounts or bayonet sockets plus a safety margin corresponds to one Nominal braking torque, as an example with a maximum assumed braking torque that can be applied in the forward direction of travel of the motor vehicle involved.
- an automatic positive-locking release safeguard for the described bayonet fixation is also defined.
- This can be designed particularly advantageously, preferably, as a latching and/or snapping device with snap hooks, snapping tabs 7 or similar latching and/or snapping means that automatically mutually cooperates between the components, and with a safety device, i.e. a snapping device, only intervening automatically in the event that really a defined fixing position with a defined angular twist position between the components is correctly established.
- a safety device i.e. a snapping device
- a suitable seat 8 is assigned to each securing means/snap tab 7 for positively locking the position. The automatic, form-fitting interaction required for this occurs only in the case of correct pairing, assembly, ie the position of the components 2.3 in relation to one another.
- latching and / or snap means both in a Preferred direction of rotation (e.g. rotor direction of rotation corresponding to a vehicle driving forward) as well as having an effect in the opposite direction of rotation (such as mirror images of each other) are arranged.
- a Preferred direction of rotation e.g. rotor direction of rotation corresponding to a vehicle driving forward
- an effect in the opposite direction of rotation such as mirror images of each other
- Sheet metal base component 2 and friction ring component 3 can be braced against one another using the bayonet joint interface in addition to their mutual positive locking.
- the joining interface it is possible for the joining interface to additionally integrate a prestressing device 9 which, for example, contains prestressing cams 10 (“wart”).
- all of the form-fitting means described can be designed to be reversible by means of a very specifically defined, preferably selectively exerted, elastic deformation of parts, latching means, snap-in tabs and/or the like, so that in principle it is possible to dismantle a composite brake drum 1 according to the invention, so that the different materials can be removed if necessary and, if desired, to make it accessible to different material cycles for recycling.
- soldering a material bond, ie usually non-detachable connection (eg by means of soldering or other conceivable material bonds, hereinafter referred to as soldering) can also be effected in a gap between the components 2,3.
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Abstract
The problem addressed is that of making possible a particularly stable and nevertheless economically further developed and improved manufacturing process for a composite brake drum, in a manner which is flexible, efficient in terms of weight, conserves resources with manageable outlay, and in principle allows said composite brake drum to be disassembled. To solve said problem, it is proposed according to the invention that a new motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake of drum brake type combines at least one sheet-metal base component (2) as a wheel hub interface with at least one friction ring component (3) as friction partner for at least one friction lining, wherein the components (2, 3) have inter-cooperating form-fitting means (4, 4') which implement axial fixing and a rotational lock and in particular mutual coaxial centring through the formation of a bayonet joining interface. The proposed bayonet construction furthermore defines a newly configured push-turn joining process for the paired components (2, 3).
Description
Kraftfahrzeugverbundbremstrommel für eine Kraftfahrzeugradbremse sowie neuartiges Twist-Lock-Herstellungsverfahren dafür Motor vehicle composite brake drum for a motor vehicle wheel brake and novel twist-lock manufacturing method therefor
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 , für eine Kraftfahrzeugradbremse, welche mehrstückig in Mehrwerkstofftechnologie (bspw. Stahl-/Leitbauwerkstoffpaarung - das heißt durch Komponentenpaarung aus differierenden Werkstoffen) aufgebaut erhalten ist. Eine mehrstückig zusammengesetzt aufgebauter Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 ist ein ungefedert applizierter Massebestandteil einer Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugfahrwerks aus mindestens zwei oder mehr Komponenten fest zusammengefügt, und umfasst zumindest eine Blechbodenkomponente 2 als Schnittstelle zu einer drehbar gelagerten Radnabe der Kraftfahrzeugachse. Eine Reibringkomponente 3 umfasst zumindest eine Reibfläche, die zur Kooperation mit wenigstens einem drehfest gelagerten Reibbelag geeignet und bestimmt ist. Die Blechbodenkomponente 2 und die Reibringkomponente 3 sind ihrerseits (axial - und dreh-) fest miteinander verbunden. The invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1, for a motor vehicle wheel brake, which is constructed in multiple parts using multi-material technology (e.g. pairing of steel/leading construction materials—that is to say by pairing of components made of different materials). A multi-piece composite motor vehicle brake drum 1 is an unsprung applied mass component of a vehicle axle of a motor vehicle chassis made up of at least two or more components firmly joined together and includes at least one sheet metal base component 2 as an interface to a rotatably mounted wheel hub of the motor vehicle axle. A friction ring component 3 comprises at least one friction surface which is suitable and intended for cooperation with at least one friction lining which is mounted in a torque-proof manner. The sheet metal base component 2 and the friction ring component 3 are in turn (axially and rotationally) firmly connected to one another.
Aus der DE 10 2009 044 678 B4 geht ein Umformverfahren und ein Umformwerkzeug zur rationellen Herstellung einer gebauten Verbundbremstrommel zwecks kaltumformtechnisch gleichzeitiger, formschlüssiger, Einfügung zwischen zwei Bauteilen W1 , W2 mittels Pins hervor. Dabei dienen die Pins sowohl als Fixiermittel wie auch zur Drehhemmung. Zu diesem Zweck verfügt eine radial äußere Gußkomponente über Ausnehmungen so dass eine radial innere Aluminiumschmiedekomponente mit Pins gleichzeitig in die korrespondierenden Ausnehmungen formschlüssig sowie kraftschlüssig eingefügt werden kann. DE 10 2009 044 678 B4 discloses a forming method and a forming tool for the rational production of a composite brake drum for the purpose of simultaneous, form-fitting insertion between two components W1, W2 by means of pins using cold forming technology. The pins serve both as a fixation means and to prevent rotation. For this purpose, a radially outer cast component has recesses so that a radially inner forged aluminum component with pins can be inserted into the corresponding recesses in a form-fitting and non-positive manner at the same time.
Aus der DE 10 2019 200 261 A1 geht eine mehrstückig sowie temperaturfest und auch leicht aufgebaute Verbundbremstrommel hervor, die zwecks gegenseitiger, zueinander fest arrangierter Fixierung Ihrer Komponenten über eine besondere Fügeschnittstelle verfügt, die radial fluchtend zu einer Flanschebene arrangiert ist, und wobei gesonderte Fixiermitteln, wie insbesondere mehrere axial und/oder
radial gerichtete Befestigungselemente zwecks gegenseitiger Fixierung (Axialrichtung) zwischen den Komponenten vorliegen. DE 10 2019 200 261 A1 shows a multi-piece, temperature-resistant and also lightweight composite brake drum, which has a special joining interface for the purpose of mutual, fixedly arranged fixing of your components, which is arranged radially aligned with a flange plane, and with separate fixing means, such as in particular several axial and / or radially directed fastening elements for the purpose of mutual fixation (axial direction) between the components.
Die WO 2020/144251 A1 beschreibt eine mehrstückig verbessert aufgebaute Verbundbremstrommel mit Blechbodenkomponente und mit Reibringkomponente und wobei eine besondere Separierung (Aufspaltung im Kraftfluss) zwischen besonderen Formschlussmitteln zur gegenseitigen (axialen) Komponentenfixierung einerseits und mit andererseits besonderen Presspassungsmitteln zur gegenseitigen Drehmomentübertragung/Drehfixierung gegeben ist. Der Formschlussfixierung in Axialrichtung dient dabei eine Radialdeformation an der Blechbodenkomponente. WO 2020/144251 A1 describes a multi-piece, improved composite brake drum with a sheet metal base component and with a friction ring component and with a special separation (splitting in the flow of forces) between special form-fitting means for mutual (axial) component fixing on the one hand and with special press-fitting means for mutual torque transmission/rotational fixing on the other hand. The positive locking in the axial direction is used in this case by a radial deformation on the sheet metal base component.
Der vorliegenden Erfindung obliegt das neuartige Aufgabenkollektiv, eine rationell verbesserte Komponentenfertigung sowie Komponentenzusammenbau einer gewichtseffizient weiterentwickelt verbesserten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (Sachanspruch Kraftfahrzeugverbundbremstrommel sowie rationalisiertes Montageverfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugverbundbremstrommel) bereitzustellen, die bei vertretbarem Werkzeugaufwand sowohl eine besonders rationelle Komponentenfertigung umweltgerechte, hochqualitative (Rundlaufgenauigkeit !) effiziente Komponentenfügung erlaubt. The present invention is responsible for the new collective task of providing rationally improved component manufacture and component assembly of a weight-efficient, further improved motor vehicle composite brake drum (property claim motor vehicle composite brake drum and streamlined assembly method for the production of a motor vehicle composite brake drum) which, with reasonable tool expenditure, both particularly rational component manufacture environmentally friendly, high-quality (concentricity!) efficient component joining permitted.
Die Aufgabe wird erstmals anhand einer neuartigen Merkmalskombination laut Hauptanspruch in vorbildlicher Art und Weise anhand einer Bajonett-Fügeschnittstelle gelöst. Das Bajonett-Prinzip definiert in diesem Zusammenhang automatisch einen neuartigen Montageprozess welcher einen Schub-Schraub-Vorgang (Twist-Lock) beinhaltet und wobei die Komponenten gewissermaßen eine gegenseitige, integrierte, Montagehilfe/Montageführung/Vorrichtung definieren. Noch weitere Einzelheiten einschließlich vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus Unteransprüche im Zusammenhang mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor.
Die Erfindung wird dabei gemeinsam mit der Figurenbeschreibung in Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wie folgt näher erläutert. In der Zeichnung zeigt dabei zumeist schematisch sowie teilweise vergrößert oder verkleinert: The task is solved for the first time using a novel combination of features according to the main claim in an exemplary manner using a bayonet joint interface. In this context, the bayonet principle automatically defines a new type of assembly process which includes a push-screw process (twist lock) and in which the components define a mutual, integrated assembly aid/assembly guide/device. Further details, including advantageous embodiments of the invention, emerge from the dependent claims in connection with the description based on the drawing. The invention is explained in more detail as follows together with the description of the figures in relation to a preferred exemplary embodiment. The drawing shows mostly schematically and partially enlarged or reduced:
Fig. 1 perspektivisch verkleinerte Frontansicht einer formschlüssig gefügten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel, 1 reduced perspective front view of a positively joined motor vehicle composite brake drum,
Fig. 2 Bodenkomponenten und Reibringkomponente ready-to-use für eine Montage-ZFügeprozess in Explosionsdarstellung, Fig. 2 Floor components and friction ring components ready-to-use for an assembly/joining process in an exploded view,
Fig. 3 eine Einzelheit einer formschlüssig ausgebildeten Bajonett-Fügeschnittstelle anhand einer Bajonett-Fassung an der Reibringkomponente in Verbindung mit gegenseitiger Axialvorspannung (vgl. Vorspann-Nocken an der Blechbodenkomponente), vergrößert im Schnitt, 3 shows a detail of a form-fitting bayonet joint interface using a bayonet mount on the friction ring component in connection with mutual axial prestressing (cf. prestressing cam on the metal base component), enlarged in section,
Fig. 4 vergrößerte Einzelheit in Ansicht zwecks Erläuterung einer automatisch-formschlüssigen Sicherung der Bajonett-Fügeschnittstelle anhand einer Rast- bzw. Schnapp-Verriegelung (vgl. beidseitige Schnapp-Laschen der Blechbodenkomponente) bei einer Kraftfahrzeugverbundbremstrommel. 4 enlarged detail in view for the purpose of explaining an automatic, form-fitting securing of the bayonet joint interface using a snap-in or snap-in lock (cf. snap-in tabs on both sides of the sheet metal base component) in a motor vehicle composite brake drum.
Die Erfindung betrifft eine, aus zwei unterschiedlichen Werkstoffkomponenten gegenseitig fixiert aufgebaute, Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 . Dabei wird eine metallische Reibringkomponente 3 von einer möglichst leichtgewichtig ausgeführten Blechbodenkomponente 2 getragen. Durch Verwenden einer Blechbodenkomponente 2 aus Blech (vorzugsweise beispielhaft Stahl- oder Aluminiumblech) kann bedarfsgerecht Werkstoff, d.h. Masse reduziert werden, ohne einen kritischen Einfluss auf die Festigkeit der gesamten Bremstrommel zu nehmen. The invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1 constructed from two different material components that are mutually fixed. A metal friction ring component 3 is carried by a sheet metal base component 2 that is designed to be as lightweight as possible. By using a sheet metal base component 2 made of sheet metal (preferably, for example, sheet steel or aluminum), material, i.e. mass, can be reduced as required without having a critical impact on the strength of the entire brake drum.
Prinzipiell kann die Blechbodenkomponente 2 aus beliebigem Werkstoff wie insbesondere aus möglichst dünnwandigem Metallwerkstoff oder alternativ aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet sein. Vorzugsweise ist eine leichtgewichtige Stahlblech- oder Aluminiumblechbodenkomponente gegeben, die eine zylindrische Reibringkomponente 3 trägt. Die Reibringkomponente 3 umfasst eine, nach radial
innen gerichtete, Reibfläche zwecks Kooperation mit einem Reibbelag (einer Trommelbremsbacke). Die Topf- bzw. scheibenförmige Blechbodenkomponente 2 ist vorzugsweise als Napf tiefgezogen gestreckt ausgebildet und umfasst deren Boden. Die Blechbodenkomponente 2 dient einerseits der Halterung bzw. Fixierung an einer Fahrwerkskomponente wie insbesondere an einer Radnabe oder ähnlichem. Dabei sind Reibringkomponente 3 und Blechbodenkomponente 2 gegenseitig aneinander (axial- und drehfest) fixiert. Die gegenseitige Fixierung ist formschlüssig, ohne dass es zwingend eines zusätzlichen Maschinenelementes (Schraube oder Niet) bedarf. Wie im folgenden hervorgeht ermöglichen passende, gesonderte oder beliebig miteinander im Sinne einer Arbeitsteilung kombiniert arrangierte Schnittstellen zwischen den Komponenten eine a) präzise Fixierung und Zentrierung zwischen Komponenten (Axialrichtung und Radialrichtung, b) präzise Koaxialität zwischen Komponenten (Rundlaufgenauigkeit), c) weitgehend unnachgiebige Drehfixierung/Drehfestigkeit (formschlüssige Drehfixierung)Axialfixierung zwischen Komponenten, d) thermische Verträglichkeit (Wärmedehnungskoeffizient, Wärmeaufnahmekapazität). In principle, the sheet metal floor component 2 can be made of any material, such as in particular a metal material that is as thin as possible or alternatively made of a plastic material. Preferably there is a lightweight sheet steel or sheet aluminum floor component carrying a cylindrical friction ring component 3 . The friction ring component 3 includes a radially inward facing friction surface for cooperation with a friction lining (a drum brake shoe). The cup-shaped or disk-shaped sheet metal base component 2 is preferably designed as a deep-drawn, stretched cup and encompasses its base. The sheet metal floor component 2 is used on the one hand to hold or fix it to a chassis component, such as in particular to a wheel hub or the like. The friction ring component 3 and sheet metal base component 2 are mutually fixed to one another (axially and non-rotatably). The mutual fixation is form-fit without the need for an additional machine element (screw or rivet). As can be seen below, interfaces between the components that are suitable, separate or arranged in any way combined with one another in the sense of a division of labor enable a) precise fixing and centering between components (axial direction and radial direction, b) precise coaxiality between components (concentricity), c) largely unyielding rotational fixation /torsional strength (positive rotational fixation)axial fixation between components, d) thermal compatibility (thermal expansion coefficient, heat absorption capacity).
Dabei ist die Blechbodenkomponente 2 aus einem dünnwandig ausgeführten, scheibenförmigen, Blechwerkstoff (vorzugsweise ausgehend von einem Stahlblechstreifen/-coil mit einer planaren Ausgangsdicke zwischen mindestens etwa 1 ,0 - 10,0 mm (vorzugsweise im Mittel etwa maximal 4,0 mm) oder AluminiumblechstreifenZ-coil mit einer planaren Ausgangsdicke zwischen mindestens etwa 3,0 - 16,0 mm mit vorzugsweise im Mittel etwa 6,0 mm) ausgetrennt. The sheet metal floor component 2 is made of a thin-walled, disc-shaped sheet metal material (preferably based on a sheet steel strip/coil with a planar initial thickness of between at least about 1.0 - 10.0 mm (preferably on average about a maximum of 4.0 mm) or aluminum sheet metal strips Z -coil with a planar initial thickness between at least about 3.0 - 16.0 mm with preferably an average of about 6.0 mm) separated.
Formschlussmittel 4,4' sind als eine Bajonett-Fügeschnittstelle ausgeprägt. Zu diesem Zweck sind an der Reibringkomponente 3 stirnseitig/umfangsseitig im Winkel zueinander versetzt mehrere Bajonett-Fassungen 5 definiert, die als abgekröpfte bzw. hakenförmig gekrümmte Bajonettlaschen ausgebildet sein dürfen. Die Bajonett-Fassung 5 greift an einen entsprechend zugeordneten Bajonett-Sockel 6 der Blechbodenkomponente 2 formschlüssig an. Die notwendige Anzahl von Fügeschnittstellen/Bajonettfassungen - bzw. Bajonett-Sockeln korrespondiert zuzüglich eines Sicherheitsaufschlags mit einem
Nennbremsmoment, wie beispielhaft mit einem maximal angenommenen, aufprägbaren Bremsdrehmoment in die Vorwärtsfahrtrichtung, des involvierten Kraftfahrzeugs. Form-fitting means 4,4' are designed as a bayonet joint interface. For this purpose, several bayonet mounts 5 are defined on the friction ring component 3 at the front/circumferential side offset at an angle to one another, which may be designed as offset or hook-shaped curved bayonet lugs. The bayonet socket 5 engages a correspondingly assigned bayonet socket 6 of the metal base component 2 in a form-fitting manner. The necessary number of joining interfaces/bayonet mounts or bayonet sockets plus a safety margin corresponds to one Nominal braking torque, as an example with a maximum assumed braking torque that can be applied in the forward direction of travel of the motor vehicle involved.
Zur gegenseitigen Montage aneinander werden vereinzelte Blechbodenkomponente 2 und Reibringkomponente 3 jeweils paarweise im Wesentlichen koaxial längs Ihrer Mittelachse M zentriert zueinander arrangiert zugeführt, sodann axial angenähert, eingeschoben und sodann durch gegenseitige zueinander ausgeübte Relativverdrehung (Twistlock) miteinander gekoppelt/gegenseitig aneinander fixiert (Einschub +Dreh-Montageprozess). In diesem Zusammenhang integriert die erfindungsgemäße Bajonettvorrichtung in Rationalisierung gewissermaßen automatisch nebenbei bestimmte Merkmale oder Aufgaben, die üblicherweise bei konventionellen Anordnungen einem Werkzeug-, Vorrichtungsbau bzw. Fabrikanlagenbau überlassen sind. Dadurch bewirkt die Erfindung überaus fertigungsgerechte Rationalisierungsvorteile For mutual assembly, individual sheet metal base component 2 and friction ring component 3 are each fed in pairs arranged essentially coaxially along their central axis M, centered on one another, then brought together axially, pushed in and then coupled to one another/mutually fixed to one another (insertion + rotation -assembly process). In this context, the bayonet device according to the invention in a rationalization automatically integrates certain features or tasks that are usually left to tool, device or factory construction in conventional arrangements. As a result, the invention brings about rationalization advantages that are extremely production-oriented
Mit Vorteil ist zusätzlich zur eigentlichen Bajonettschnittstelle zudem eine automatische formschlüssige Lösesicherung der beschriebenen Bajonett-Fixierung definiert. Diese kann besonders vorteilhaft, vorzugsweise, als eine automatisch gegenseitig zwischen den Komponenten kooperierende Rast- und/oder Einschnappvorrichtung mit Schnapphaken, Schnapplaschen 7 oder ähnlichen Rast- und/oder Schnappmitteln ausgebildet sein, und wobei eine Sicherung d.h. Schnappvorrichtung nur für den Fall automatisch eingreift, dass wirklich eine definierte Fixierposition mit definierter Winkelverdrehstellung zwischen den Komponenten korrekt hergestellt ist. Demzufolge kann die Sicherung gleichzeitig und automatisch begleitend eine besonders gualitätssichernde Aufgabe wahrnehmen. Zur formschlüssigen Lagesicherung ist jedem Sicherungsmittel/Schnapplasche 7 ein passender Sitz 8 zugewiesen. Die dafür erforderliche automatische, formschlüssige Interaktion tritt nur für den Fall der korrekten Paarung, Montage, also Lage der Komponenten 2,3 zueinander ein. Advantageously, in addition to the actual bayonet interface, an automatic positive-locking release safeguard for the described bayonet fixation is also defined. This can be designed particularly advantageously, preferably, as a latching and/or snapping device with snap hooks, snapping tabs 7 or similar latching and/or snapping means that automatically mutually cooperates between the components, and with a safety device, i.e. a snapping device, only intervening automatically in the event that really a defined fixing position with a defined angular twist position between the components is correctly established. As a result, the backup can simultaneously and automatically perform a particularly quality-assuring task. A suitable seat 8 is assigned to each securing means/snap tab 7 for positively locking the position. The automatic, form-fitting interaction required for this occurs only in the case of correct pairing, assembly, ie the position of the components 2.3 in relation to one another.
Für eine drehrichtungsunabhängig weiterentwickelt verbesserte Fixierung ist es grundsätzlich möglich, dass Rast- und/oder Schnappmittel sowohl in eine
Vorzugsdrehrichtung (bspw. Rotordrehrichtung entsprechend einer Fahrzeugvorwärtsfahrt) wie ergänzend mit Wirkung in Gegendrehrichtung (wie beispielsweise spiegelbildlich zueinander) angeordnet sind. Weil nun eine Fahrzeugrückwärtsfahrt vielfach mit signifikant reduziertem Bremsmoment verbunden ist, kann eine Sicherung in die Gegendrehrichtung nach Wunsch angepasst rationalisiert - wie nämlich in deren Tragfähigkeit reduziert - ausgebildet sein. Wenn demgegenüber maximale Gleichteilstrategie angestrebt ist, werden sämtliche Tragfähigkeiten für alle Drehrichtungen identisch gleich gestaltet dimensioniert. For a direction of rotation-independent improved fixation, it is basically possible that latching and / or snap means both in a Preferred direction of rotation (e.g. rotor direction of rotation corresponding to a vehicle driving forward) as well as having an effect in the opposite direction of rotation (such as mirror images of each other) are arranged. Because reversing the vehicle is often associated with a significantly reduced braking torque, securing in the counter-rotational direction can be streamlined and adjusted as desired - namely in the form of a reduced load-carrying capacity. If, on the other hand, the aim is to maximize the strategy of identical parts, all load capacities are dimensioned identically for all directions of rotation.
Blechbodenkomponente 2 und Reibringkomponente 3 können anhand der Bajonett-Fügeschnittstelle neben deren gegenseitiger formschlüssiger Sicherung gegenseitig zueinander verspannt vorliegen. Dazu ist es möglich, dass die Füge-Schnittstelle zusätzlich eine Vorspann-Vorrichtung 9 integriert, die beispielsweise Vorspann-Nocken 10 („Warze“) beinhaltet. Sheet metal base component 2 and friction ring component 3 can be braced against one another using the bayonet joint interface in addition to their mutual positive locking. For this purpose, it is possible for the joining interface to additionally integrate a prestressing device 9 which, for example, contains prestressing cams 10 (“wart”).
Grundsätzlich können sämtliche beschriebenen Formschlussmittel durch eine ganz bestimmt definierte, vorzugsweise punktuell ausgeübte, elastische, Deformation von Teilen, Rastmitteln, Schnapplaschen und/oder ähnlichem reversibel ausgeführt sein, so dass prinzipiell eine Demontagemöglichkeit einer erfindungsgemäßen Verbundbremstrommel 1 vorliegt, so dass die unterschiedlichen Werkstoffe bei Bedarf und nach Wunsch unterschiedlichen Werkstoffkreisläufen zwecks Recycling zugänglich zu machen. In principle, all of the form-fitting means described can be designed to be reversible by means of a very specifically defined, preferably selectively exerted, elastic deformation of parts, latching means, snap-in tabs and/or the like, so that in principle it is possible to dismantle a composite brake drum 1 according to the invention, so that the different materials can be removed if necessary and, if desired, to make it accessible to different material cycles for recycling.
Diese Demontierbartkeit kann sogar bis auf zusätzliche, sowie reversibel ausführbare, stroffschlüssige Verbindungsprozesse erstreckt sein. Denn generell ist es möglich, zusätzlich zu einer Bajonett-Füge-Montage noch eine stoffschlüssige Fügung vorzusehen, um vermittels einer flächig verteilten Einleitung bzw. Übertragung von Bremsdrehmoment eine noch erhöhte Tragfähigkeit zu erzielen. Demzufolge kann neben der formschlüssigen Bajonett-Verklammerung zusätzlich in einem Spalt zwischen den Komponenten 2,3 eine stoffschlüssige d.h. üblicherweise unlösbare Verbindung (z.B. vermittels Löten oder andere denkbare stoffschlüssige Verbindungen, im weiteren nur Löten genannt) bewirkt sein.
Nochmal zusammengefasst einige Vorteile bzw. Wirkungen der Erfindung: This ability to be dismantled can even be extended to additional, as well as reversibly executable, firmly bonded connection processes. In general, it is possible to provide a cohesive joint in addition to a bayonet joint assembly in order to achieve an even higher load-bearing capacity by means of a distributed introduction or transmission of braking torque. Consequently, in addition to the form-fitting bayonet clip, a material bond, ie usually non-detachable connection (eg by means of soldering or other conceivable material bonds, hereinafter referred to as soldering) can also be effected in a gap between the components 2,3. Some advantages or effects of the invention summarized again:
• Kostenreduktion durch Einsparung von Masse und einfacherem Fertigungsprozess • Cost reduction through savings in mass and a simpler manufacturing process
• Gewichtsreduktion • Weight reduction
• Optische Aufwertung durch neuartig und rationell weitereintwickeltes Erscheinungsbild (beispielsweise ist ein Kundenlogo außenseitig im Sichtbereich günstig einprägbar) • Optical enhancement through a new and rationally further developed appearance (for example, a customer logo can be embossed on the outside in the visible area)
• Montagefreundlicher Bajonett-Fügeprozess - „Twist-Lock“ mit formschlüssiger Sicherung per Verrastung möglich • Installation-friendly bayonet joining process - "Twist-Lock" with form-fitting securing by latching possible
• Rationell simplifizierte Fertigungs- und Montageprozess (kein Eingießvorgang erforderlich; thermisch Stabil) • Efficiently simplified manufacturing and assembly process (no casting process required; thermally stable)
• Rationelle Mainstream-Technologie (Stanzen, Tiefziehen) • Rational mainstream technology (stamping, deep drawing)
• Family Konzept möglich • Family concept possible
• NVH Vorteile (gewichtsneutrale Versteifung des Blechs durch Rippen etc. - d.h. Kalthärtung/Verfestigung möglich) • NVH advantages (weight-neutral stiffening of the sheet by ribs etc. - i.e. work hardening/hardening possible)
• Bei Einsatz von NIROSTA- oder Aluminium-Blech keine zusätzliche OB notwendig • No additional OB required when using NIROSTA or aluminum sheet metal
• Symmetrische Ausführung => keine Verwechslungsgefahr recht / links • Symmetrical design => no risk of confusion right / left
• Bei Versagen einer stoffschlüssigen Verbindung/Lötverbindung zwischen Komponenten 2,3 übernehmen Bajonett-Laschen die Drehmomente - Schwingungen führen automatisch zu einer akustisch hörbaren, stromlosen, Fehlerrückmeldung/Warnmeldung an Überwachungssysteme, und/oder an einen Fahrzeugführer, damit ohne Verzug eine Bremsinstandsetzung beauftragt werden kann
Bezugszeichenliste • If a material connection/soldered connection between components 2.3 fails, bayonet lugs take over the torques - vibrations automatically lead to an acoustically audible, currentless error message/warning message to monitoring systems and/or to a vehicle driver, so that a brake repair can be commissioned without delay can Reference List
1 Kraftfahrzeugverbundbremstrommel1 motor vehicle composite brake drum
2 Blechbodenkomponente 3 Reibringkomponente 2 sheet metal floor component 3 friction ring component
4 Formschlussmittel 4 form-fitting means
5 Bajonett-Fassung 5 bayonet socket
6 Bajonett-Sockel 6 bayonet sockets
7 Rast- und/oder Schnapplasche 8 Sitz 7 latch and/or snap tab 8 seat
9 Vorspannvorrichtung 9 pretensioning device
10 Vorspannnocken Ax Axialrichtung 10 preload cam Ax axial direction
R Radialrichtung R radial direction
M Mittelachse
M central axis
Claims
1 . Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse vom Trommelbremstyp, die mindestens eine Blechbodenkomponente (2) als Radnabenschnittstelle mit mindestens einer Reibringkomponente (3) als Reibpartner für mindestens einen Reibbelag miteinander kombiniert, und wobei die Komponenten (2,3) miteinander kooperierende Formschlussmittel (4,4') aufweisen, die eine Axialfixierung und eine Drehsperre wie insbesondere eine gegenseitige koaxiale Zentrierung wahrnehmen, indem eine Bajonett-Fügeschnittstelle ausgebildet ist. 1 . Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake of the drum brake type, which combines at least one sheet metal base component (2) as a wheel hub interface with at least one friction ring component (3) as a friction partner for at least one friction lining, and the components (2, 3) have interlocking means (4, 4′) which perceive an axial fixation and a rotation lock such as, in particular, mutual coaxial centering by forming a bayonet joint interface.
2. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bajonett-Fügeschnittstelle an der Reibringkomponente (3) eine definierte Bajonett-Fassung (5) beinhaltet, welche mit einem definiert zugeordneten Bajonett-Sockel (6) an der Blechbodenkomponente (2) kooperiert. 2. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 1, characterized in that the bayonet joining interface on the friction ring component (3) includes a defined bayonet mount (5) which is connected to a defined associated bayonet socket (6) on the Sheet metal floor component (2) cooperates.
3. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bajonett-Fassung (5) an einer Stirnseite von der Reibringkomponente (3) vorliegt 3. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 2, characterized in that the bayonet socket (5) is present on an end face of the friction ring component (3).
4. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonett-Sockel (6) am Umfang der Blechbodenkomponente (2) vorliegt. 4. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 2 or 3, characterized in that the bayonet socket (6) is present on the periphery of the sheet metal base component (2).
5. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bajonett-Fügeschnittstelle eine, zwischen den Komponenten (2,3) kooperierende, Sicherung gegen Lösen integriert. 5. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bayonet joint interface integrates a cooperating safeguard against loosening between the components (2,3).
6. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung zumindest eine
formschlüssige Rast- und oder Schnappvorrichtung wie insbesondere eine elastische Schnapplasche (7) beinhaltet. 6. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 5, characterized in that the fuse at least one positive latching and/or snap-in device such as, in particular, an elastic snap-in tab (7).
7. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Sicherung die Blechbodenkomponente (7) über eine Schnapplasche (7) verfügt, und dass der Reibringkomponente (3) ein Sitz (8) für die Schnapplasche (7) zugeordnet ist. 7. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 5 or 6, characterized in that the sheet metal floor component (7) has a snap-in tab (7) as a safeguard, and that the friction ring component (3) has a seat (8) for the snap-in tab ( 7) is assigned.
8. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sicherung gegen Lösen, auf alle Drehrichtungen bezogen, gleich ausgebildet ist/sind. 8. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims 5-7, characterized in that each safeguard against loosening, based on all directions of rotation, is/are of the same design.
9. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherung gegen Lösen in eine Vorzugsdrehrichtung der Kraftfahrzeugverbundbremstrommel stärker ausgebildet ist, als in eine Gegendrehrichtung. 9. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims 5-8, characterized in that a safeguard against loosening in a preferred direction of rotation of the motor vehicle composite brake drum is stronger than in an opposite direction of rotation.
10. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bajonett-Fügeschnittstelle zusätzlich eine Vorspannvorrichtung (9) integriert. 10. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that a bayonet joint interface also integrates a pretensioning device (9).
11 . Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannvorrichtung (9) zumindest eine Vorspann-Nocke (10), wie insbesondere beispielhaft eine warzenförmige Profilierung und/oder Aufdickung, umfasst. 11 . Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to Claim 10, characterized in that the pretensioning device (9) comprises at least one pretensioning cam (10), such as a wart-shaped profile and/or thickening, for example.
12. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspann-Nocke (10) und/oder Profilierung am Bajonett-Sockel (6) der Blechbodenkomponente (2) vorgesehen ist.
11 Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenseitige Fixierung zwischen Bodenkomponenten (2) und Reibringkomponente (3) eine zusätzliche Fixierung, wie insbesondere beispielhaft ein stoffschlüssiges Fixierungsmittel, umfasst. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Fixierungsmittel als Verlötung und/oder als Verschweißung zwischen den Komponenten (2,3) vorgesehen ist.
12. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 11, characterized in that the pretensioning cam (10) and/or profiling on the bayonet socket (6) of the sheet metal base component (2) is provided. 11 Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the mutual fixation between floor components (2) and friction ring component (3) includes an additional fixation, such as in particular an example of a cohesive fixation means. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to Claim 13, characterized in that the additional fixing means is provided as soldering and/or welding between the components (2,3).
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| DE1112699B (en) * | 1956-12-11 | 1961-08-10 | Fischer Ag Georg | Brake drum for spoked wheels of heavy vehicles and trailers |
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Patent Citations (4)
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