WO2023166141A1 - Reibring für eine bremstrommel einer trommelbremse eines fahrzeugs, bremstrommel einer trommelbremse eines fahrzeugs, fahrzeug, verwendung eines reibrings für eine bremstrommel einer trommelbremse eines fahrzeugs sowie verfahren zur herstellung eines reibrings - Google Patents

Reibring für eine bremstrommel einer trommelbremse eines fahrzeugs, bremstrommel einer trommelbremse eines fahrzeugs, fahrzeug, verwendung eines reibrings für eine bremstrommel einer trommelbremse eines fahrzeugs sowie verfahren zur herstellung eines reibrings Download PDF

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ring
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drum
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Oliver ALTMANN
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    • F16D2200/0082—Production methods therefor

Definitions

  • Friction ring for a brake drum of a drum brake of a vehicle brake drum of a drum brake of a vehicle, vehicle, use of a friction ring for a brake drum of a drum brake of a vehicle and method for producing a friction ring
  • the invention relates to a friction ring for a brake drum of a drum brake on a vehicle and a brake drum for a drum brake on a vehicle. Furthermore, the invention relates to the use of a friction ring and/or a brake drum for a drum brake of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for producing a friction ring for a brake drum of a drum brake of a vehicle.
  • a vehicle is, for example, a motorcycle, a passenger vehicle, a truck or a trailer.
  • a vehicle is in particular also a bicycle.
  • a vehicle can, for example, also be a rail vehicle or an airplane or the like.
  • Drum brakes can also be used, for example, on cranes or the like.
  • Drum brakes belong to the type of friction brakes.
  • the drum brake has a brake drum that is rotatably mounted relative to the chassis of a vehicle.
  • a wheel in particular the rim of the wheel, is usually fastened to the brake drum.
  • the drum brake usually includes a wheel brake cylinder, brake shoes, an adjustment device and a Restoring device, e.g. tension springs, which are connected to the vehicle chassis via a brake carrier plate.
  • the brake shoes are usually arranged inside the brake drum, so that they are in engagement with a braking surface of the brake drum during braking.
  • brake drums It is known to form brake drums in several pieces.
  • brake drums have a drum housing which is fixed to the wheel or rim, which is connected to a friction ring which is in engagement (frictional contact) with the brake shoes during braking.
  • drum brake for a vehicle, a rotational movement of the wheel of the vehicle relative to a chassis of the vehicle can be delayed or even completely prevented (“emergency braking”).
  • a drum brake serves to decelerate the vehicle.
  • the vehicle's kinetic energy is converted into thermal energy, which must be dissipated to the environment for the drum brake to function efficiently.
  • the ability of the brake drum to dissipate the thermal energy on convection elements by means of thermal radiation to the environment essentially depends on the mass of the brake drum, the material properties and the component geometry.
  • brake drums by casting methods, such as sand casting methods, in a single casting using a vertical or horizontal method.
  • These manufacturing processes are labor intensive and time consuming; for example, cores are to be produced using the core shooting process in order to achieve the desired geometry of the brake drum.
  • the core shooting process requires the use of substances that are harmful to health and the environment.
  • brake drums manufactured using the sand-casting process must then be subjected to a complex cleaning and blasting process before they can be mechanically processed.
  • brake drums produced in this way generally have non-uniform mechanical properties and material properties in the radial direction.
  • the hardness and microstructure of friction rings produced using the sand casting process are uneven in the radial direction and cannot be specifically adjusted in order to ensure, for example, uniform wear over the service life of a drum brake.
  • uneven material densities and inaccuracies in the core shooting process can lead to imbalances.
  • this manufacturing process can lead to changes in the surface zone structure, structural deformities and chilling as a result of small casting allowances and excessively rapid cooling.
  • partial is also a normalizing anneal required to reduce process-related tensions. This is not only time-consuming, but also requires energy resources and also pollutes the environment.
  • a friction ring for a brake drum of a drum brake of a vehicle a brake drum of a drum brake of a vehicle, a vehicle, a use of a friction ring and / or a brake drum for a drum brake of a vehicle, a method for producing a friction ring for a brake drum of a drum brake of a vehicle, which eliminates or reduces one or more of the aforementioned disadvantages.
  • the object is achieved by a friction ring for a brake drum of a drum brake of a vehicle according to claim 1.
  • the friction ring When the drum brake is in operation, the friction ring according to the invention forms a unit with a drum housing as the brake drum. In the operating state, the friction ring is connected to the drum housing in such a way that an axial force and/or a braking torque can be transmitted between the friction ring and the drum housing.
  • a friction ring is therefore preferably designed for a torque-proof connection with the drum housing.
  • the friction ring is also designed for connection to the drum housing in order to transmit axial forces.
  • the friction ring is designed to be in engagement with brake shoes for braking a vehicle. When braking, a frictional connection is created between the brake shoes and the friction ring.
  • the friction ring is to be designed to be particularly low-wear with regard to braking and to be designed in such a way that it efficiently dissipates the thermal energy induced during braking in a particularly advantageous manner for effective braking.
  • the friction ring according to the invention for a brake drum of a drum brake of a vehicle has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface.
  • the friction ring extends in a radial direction with a friction ring height between the ring outer peripheral surface and the ring inner peripheral surface.
  • the stability of the brake drum and the thermal conductivity of the drum brake can be specifically adjusted via the height of the friction ring.
  • the mounted friction ring is in the operating state in the ring outer peripheral surface
  • the Ring outer peripheral surface of the friction ring is designed for connection to the drum housing.
  • the outer peripheral surface of the ring is designed for an integral and/or positive and/or non-positive connection to the drum housing.
  • a braking torque is transmitted from the friction ring to the drum housing and thus to the wheel or rim fastened to the drum housing via the outer peripheral surface of the ring.
  • the ring outer peripheral surface of the friction ring is to be designed for a torque-proof connection to the drum housing.
  • the ring outer peripheral surface of the friction ring is preferably designed for a transmission of an axial force from the friction ring to the drum housing.
  • the inner peripheral surface of the ring is designed as a braking surface which, in the operating state, is in engagement with the brake shoes of the drum brake while the vehicle is being braked.
  • the inner peripheral surface of the ring is designed in order to achieve a braking effect of the vehicle in interaction with the brake shoes of the drum brake.
  • a particularly preferred coefficient of friction can be set by appropriate mechanical processing of the inner peripheral surface of the ring, which enables a braking effect without time-consuming and complex "running in" of the drum brake, so that the braking performance that is safe for vehicle operation is available from the start.
  • the inner peripheral surface of the ring is designed in such a way that it has a uniform wear behavior and dissipates the thermal energy induced by friction between the inner peripheral surface of the ring and the brake shoes outwards in the direction of the outer peripheral surface of the ring.
  • the friction ring has a first and second end face. Between the first and second faces, the friction ring extends in an axial direction orthogonal to the radial direction with a friction ring width.
  • the ring width is to be designed depending on the required braking power. If higher braking power is required, a larger ring width should be selected than for lower braking power requirements.
  • the outer peripheral surface of the ring has a profiled surface with a plurality of elevations.
  • a plurality of surveys is a plurality of surveys. Multiple surveys preferably include several thousand surveys.
  • the elevations extend along an elevation axis from an elevation base to an elevation head with an elevation height.
  • the base of the elevation is preferably that section of an elevation which is provided for the transmission of force and/or torque between the outer peripheral surface of the ring and the elevation.
  • the survey head forms that section of a survey which is provided for force and/or torque transmission between the drum housing of the friction ring and the survey of the friction ring. It can be preferred that an intermediate section extends between the survey base and the survey head.
  • the base of the survey preferably extends over more than 0%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% or 70% of the survey height and/or a maximum of 5%, 10%, 20%, 30 %, 40%, 50%, 60%, or 70% of elevation height. Furthermore, it is preferred that the survey head covers more than 0%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% or 70% of the survey height and/or a maximum of 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% or 70% of the survey height.
  • the extent of an elevation foot and the extent of an elevation head of an elevation is designed in such a way that they are designed for force and/or torque transmission and/or heat transmission in a similar order of magnitude. In the operating state, this ensures the most uniform possible power and/or torque transmission and/or heat transmission between the friction ring and the drum housing.
  • the bumps have a random shape.
  • at least two, preferably several and in particular all of the elevations have shapes that differ from one another.
  • the elevations of the outer peripheral surface of the ring are in engagement with the drum housing in the operating state for connecting the friction ring to the drum housing. It is preferred that the outer peripheral surface of the ring, in particular the elevations, of the friction ring is designed for a form-fitting and/or material-to-material and/or force-fitting connection to the drum housing.
  • elevations are arranged adjacent to each other on the outer circumferential surface of the ring.
  • the elevations are arranged in relation to one another in such a way that the elevation heads of the adjacently arranged elevations are arranged at a distance of at least 0.1 mm and at most 1.5 mm from one another.
  • the arrangement of the projections with this distance between those arranged adjacent to each other Elevations allows the heat generated during braking to be efficiently dissipated from the friction ring to the drum housing to ensure constant braking performance during braking, and a torque-resistant connection between the friction ring and the drum housing can be produced.
  • the minimum distance ensures, in particular, that material of the drum housing can penetrate between elevations for force and/or torque transmission and/or heat transmission.
  • the maximum distance preferably ensures a sufficient number of connection points between the friction ring and the drum housing, which are required for power and/or torque transmission and/or heat transmission.
  • the elevation heads of the adjacently arranged elevations are arranged at a distance of at least 0.1 mm, in particular at least 0.5 mm, and at most 1 mm, in particular at most 0.7 mm, from one another. In the operating state, this embodiment enables a particularly suitable transmission of force and/or torque and/or heat between the friction ring and the drum housing.
  • the minimum and maximum distance between the elevation heads of adjacently arranged elevations preferably relates to the distance between the highest points of the elevation heads of the adjacently arranged elevations. Furthermore, it can be preferred that the minimum and maximum distance between the elevation heads of adjacently arranged elevations is the smallest distance between the outer surfaces of the elevation heads of the adjacently arranged elevations.
  • the spacing between a pair of adjacently located ridges may be different from a different pair of adjacently located ridges.
  • the distance between the one pair of adjacently arranged elevations can be 0.1 mm and in the case of the other pair, which is different, the distance can be 1.5 mm.
  • the friction ring is designed as a one-piece centrifugally cast part.
  • a centrifugally cast part is produced by means of a chill casting process.
  • a friction ring produced as a centrifugally cast part has the advantage that comparatively light slags, pores, inclusions, etc. are transported inwards in the radial direction during the liquid phase by the acting centrifugal forces, which push the heavier cast iron to the outer diameter and settle on the inner diameter or in the deposit the inner machining allowance of a cast blank of the friction ring.
  • a friction ring produced by centrifugal casting is a low-stress and homogeneous cast ring with high material quality and the best possible strength as well as few casting defects. Due to the process, such a friction ring is therefore free of pores, inclusions or slag.
  • the cooling process after centrifugal casting can be controlled in a targeted manner, so that a friction ring produced in this way is free from cooling stresses.
  • the cooling process is controlled during spinning.
  • the cast friction ring blank is preferably not cooled in a controlled manner after removal from the mold.
  • the cooling process after removal depends on the ambient temperature of the friction ring blank.
  • hardness and structure can be adjusted by a controlled cooling process depending on customer requirements.
  • a centrifugally cast friction ring already has a high balancing quality, which is additionally increased by the subsequent mechanical processing.
  • the desired elevations can be produced on the ring outer peripheral surface of the friction ring by using appropriate sizings.
  • the size is a mixture of water and sand and/or silicate.
  • the silicate is an aluminum silicate.
  • a wash comprising water and sand is particularly suitable in a preferred manner for producing the desired elevations on the outer circumferential surface of the friction ring.
  • the elevations have an elevation height of at least 0 mm and/or at most 2 mm. It is preferred that the elevation height of the elevations is more than 0 mm and/or at most 2 mm. In the case of elevations with elevation heights of more than 2 mm, the transmission of heat for heat dissipation can be improved, but the transmission of the braking torque is only possible to a limited extent. In this respect, although embodiments with elevation heights of more than 2 mm are conceivable and also common, they are less preferred.
  • the elevations have an elevation height of more than 0 mm, preferably the elevations have an elevation height of at least 0.1 mm and in particular at least 0.25 mm. It can also be preferred that the elevations have elevation heights of at least 0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm or 1 mm.
  • the loft height extends between the loft foot of a loft and the loft head of the loft.
  • the ridge head of a ridge is preferably a peak of a ridge having the maximum height, particularly starting from the ridge foot.
  • the elevation base of an elevation begins, in particular, at a local minimum of the outer circumferential surface of the ring between the elevations arranged adjacent to one another.
  • the local minimum of the ring outer peripheral surface is defined in particular by the minimum distance of the ring outer peripheral surface to the ring inner peripheral surface between the adjacent elevations.
  • Elevations that extend in the radial direction in this area can be easily and inexpensively produced by using appropriate sizing and also enable particularly advantageous transmission of the braking torque from the friction ring to a drum housing of the brake drum. Furthermore, due to this preferred configuration, the heat is transferred in a particularly advantageous manner from the ring outer peripheral surface to the drum housing which is arranged on the ring outer peripheral surface in the operating state. Furthermore, according to a preferred embodiment of the friction ring, it is provided that the outer peripheral surface of the ring has at least 10 elevations per 1 cm 2 and/or a maximum of 70 elevations per 1 cm 2 .
  • Such a number of elevations in this area per 1 cm 2 can on the one hand be produced easily and inexpensively by using appropriate sizing and on the other hand enable a particularly advantageous transmission of the braking torque from the friction ring to a drum housing of the brake drum. Furthermore, due to this preferred configuration, the heat is transferred in a particularly advantageous manner from the ring outer peripheral surface to the drum housing which is arranged on the ring outer peripheral surface in the operating state.
  • the elevations on the outer peripheral surface of the ring are homogeneous.
  • the elevations have a cross-sectional area.
  • the cross-sectional area extends orthogonally to the elevation axis.
  • the elevations have a first section or several first sections in which the cross-sectional area along the elevation axis decreases in the direction of the elevation head.
  • the elevations have a second section or a plurality of second sections in which the cross-sectional area increases along the elevation axis in the direction of the elevation head.
  • the cross-sectional area is designed as a free-form area.
  • the elevation at the base of the elevation has a base width of at least 0.1 mm and/or a maximum of 3 mm.
  • the elevations additionally or alternatively have a head width of at least 0 mm and/or a maximum of 3 mm at the elevation head.
  • the foot width of an elevation is greater than the head width of the elevation or the foot width of an elevation corresponds to the head width of the elevation. Elevations with such base widths and/or head widths enable a particularly advantageous transmission of the braking torque from the friction ring to a drum housing of the brake drum.
  • the heat is transferred in a particularly advantageous manner from the ring outer peripheral surface to the drum housing which is arranged on the ring outer peripheral surface in the operating state.
  • the elevations have a cross-sectional shape.
  • the cross-sectional shape varies, in particular decreases and/or increases, along the elevation axis, starting from the elevation base in the direction of the elevation head.
  • the cross-sectional shape is round, in particular concave and/or convex, and/or polygonal, in particular polygonal.
  • the cross-sectional shape is formed as an irregular shape, in particular as a free form.
  • one of the elevations or several of the elevations have an undercut or several undercuts.
  • connection with the elements enclosing the friction ring for example a drum housing, for the transmission of torques can be connected in an even better way.
  • one of the elevations or several of the elevations have no undercut.
  • a cross-sectional shape designed as a free form has, in particular, polygonal and/or convex and/or concave shape sections.
  • At least two elevations are different from one another.
  • at least two elevations differ from one another in terms of their shape and/or extent in the circumferential direction and/or extent in the axial direction and/or extent in the radial direction.
  • the surveys here meet the requirements of at least one of the areas mentioned above.
  • the adjacently arranged surveys in relation to the survey heads of the adjacently arranged surveys at a distance of at least 0.1 mm and at most 1.5 mm are arranged spaced apart from one another, with at least two of the elevations being designed differently from one another.
  • the elevations are distributed in a circumferential direction, in particular distributed unevenly.
  • the first and/or second end face and/or the inner peripheral surface of the ring have a flat surface, a flat surface being in particular a mechanically machined surface, for example a surface machined by turning and/or milling.
  • the friction ring consists of gray cast iron, in particular of a lamellar gray cast iron or nodular cast iron.
  • the ring inner peripheral surface has a ring inner diameter of at least 50 mm, preferably at least 150 mm, particularly preferably 180 mm, and/or at most 1000 mm, preferably at most 300 mm, particularly preferably at most 240 mm , having.
  • the ring outer peripheral surface has a ring outer diameter of at least 55 mm, preferably at least 160 mm, particularly preferably at least 200 mm, and/or at most 1200 mm, preferably at most 400 mm, particularly preferably at most 300 mm. having.
  • the friction ring width is at least 10 mm, preferably at least 30 mm, particularly preferably at least 50 mm, and/or at most 200 mm, preferably at most 100 mm, particularly preferably at most 80 mm.
  • the height of the friction ring is at least 5 mm, preferably at least 10 mm, particularly preferably at least 15 mm and/or a maximum of 100 mm, preferably a maximum of 50 mm, particularly preferably a maximum of 45 mm.
  • Friction rings with such a friction ring width and/or such a friction ring height enable a particularly advantageous transmission of the braking torque from the friction ring to a drum housing of the brake drum. Furthermore, due to this preferred configuration, the heat is transferred in a particularly advantageous manner from the ring outer peripheral surface to the drum housing which is arranged on the ring outer peripheral surface in the operating state. This effect is achieved in particular by a form-fitting arrangement of the outer peripheral surface of the ring on the drum housing.
  • a degree of hardness decreases in the radial direction starting from the ring outer peripheral surface to the ring inner peripheral surface.
  • the degree of hardness is given, for example, in Brinell tungsten carbide hardness. This specification is also known as Brinell hardness.
  • the test method can be carried out with a tungsten carbide ball with a diameter of 5 mm and a test force of 7.355 kN with an exposure time of 10 s to 15 s.
  • a friction ring designed in this way has the advantage that the friction ring enables a particularly strong and reliable braking effect, especially in the outer area, in which comparatively large braking torques can act during operation. In particular, this makes it possible to use the friction ring over a comparatively long service life. In addition to a comparatively above-average friction loss and heat transfer, the development of fine dust is minimized.
  • the friction ring has an annular inner peripheral area, which extends starting from the ring inner peripheral surface in the direction of the ring outer peripheral surface, and an annular outer peripheral area, which starting from the ring outer peripheral surface extends in the direction of the ring inner peripheral surface, and one has an annular central peripheral portion extending between the annular inner peripheral portion and the annular outer peripheral portion, wherein the degree of hardness in the annular central peripheral portion is lower than in the annular inner peripheral portion and/or the annular outer peripheral portion.
  • the degree of hardness is between 100 hardness Brinell tungsten carbide and 250 hardness Brinell tungsten carbide, in particular between 150 hardness Brinell tungsten carbide and 225 hardness Brinell tungsten carbide.
  • the degree of hardness is in the range of
  • Ring inner peripheral surface in a range of 170 hardness Brinell tungsten carbide.
  • Ring outer peripheral surface is in a range of 200 hardness Brinell tungsten carbide. A particularly durable and reliable braking effect of the friction rings was observed in this specified area.
  • the friction ring has a structure comprising pearlite, in particular lamellar pearlite, steadite and ferrite as structural components.
  • the microstructure components perlite, in particular lamellar perlite, and/or steadite are preferably distributed essentially uniformly or homogeneously between the inner peripheral surface of the ring and the outer peripheral surface of the ring.
  • a particularly advantageous and long-lasting braking effect can be achieved with a friction ring that has a structure with these components.
  • the tensile strength is many times higher than that of known friction rings.
  • the tensile strength is at least 40%, sometimes even 70% higher than in previously known friction rings.
  • the development of fine dust is minimized.
  • the structural component perlite is between 70% and 100%, in particular between 80% and 95%, particularly preferably between 90% and 95%, and/or the structural component steadite is between 0% and 20 %, in particular between 5% and 15%, particularly preferably between 5% and 10%, and/or the structural component ferrite is between 0% and 30%, particularly between 0% and 5%, particularly preferably between 0% and 1% , lies.
  • a friction ring that has a structure with structural components in the range mentioned enables high, reliable and long-lasting braking performance.
  • the ferrite structural component decreases in the radial direction starting from the ring outer circumferential surface to the inner circumferential surface of the ring and/or the ferrite structural component is provided predominantly adjacent to the outer circumferential surface of the ring. This is based on the finding of the inventors that friction rings with a comparatively long-lasting friction effect can be achieved in this way.
  • a further preferred development of the friction ring provides that the edge formed by the ring outer peripheral surface and the first end face is designed as a chamfer or curve, and/or the edge formed by the ring outer peripheral surface and the second end face is designed as a chamfer or curve.
  • the chamfer has an angle in a range between 0° and 45° and/or has a width between 0.1 mm and 5 mm.
  • the rounding has a radius of between 0.5 mm and 5 mm.
  • a brake drum for a vehicle comprising a friction ring according to the aspect described above or according to the preferred embodiments thereof.
  • the drum housing extends in a radial direction between an inner housing inner peripheral surface and an outer housing peripheral surface in the radial direction compared to the housing inner peripheral surface.
  • the drum housing is connected to the friction ring as explained above in relation to the friction ring, in particular for the transmission of a braking torque and/or for the transmission of axial forces.
  • the drum housing and the friction ring are preferably connected to one another in a material-to-material and/or positive-locking and/or non-positive manner.
  • the drum housing is cast around the friction ring.
  • the friction ring is cast around by the drum housing in such a way that the drum housing is connected to the ring outer peripheral surface of the friction ring on the inner peripheral surface of the housing.
  • the drum housing encloses the elevations of the friction ring.
  • the drum housing and the friction ring are irreversibly connected to one another.
  • the drum housing preferably extends in the axial direction between a first and second housing face.
  • the drum housing has a flange portion which, on the side of the first housing end face, extends in the radial direction in a dish shape starting from the housing outer peripheral surface.
  • the flange section has in particular a connection for fastening a wheel or a rim.
  • the flange section for fastening the wheel or the rim can have five through-holes with an internal thread, to which a wheel or a rim can be screwed in a torque-proof manner.
  • connection between the drum shell and the friction ring is made by casting the drum shell around the friction ring.
  • the drum housing is preferably made of a material which has a melting temperature which is lower than the melting temperature of a material from which the friction ring is made.
  • the brake drum has a drum housing to which the friction ring is connected, in particular positively connected, with the connection between the friction ring and the drum housing being designed to be torque-resistant for the transmission of torque and/or for the transmission of axial forces.
  • the drum housing consists of a material which is different from the material from which the friction ring is made, with the drum housing preferably being made of a light metal. This has particular advantages in terms of weight and preferably also in terms of thermal conductivity.
  • the invention is achieved by using a friction ring as described above and/or a brake drum as described above for a drum brake of a vehicle, the vehicle in particular a passenger vehicle and/or a commercial vehicle and/or a two-wheeler.
  • the invention is achieved by a vehicle having a friction ring as described above and/or a brake drum as described above.
  • the invention is achieved by a method for producing a friction ring, in particular a friction ring as described above, for a brake drum of a drum brake of a vehicle, the friction ring having a ring outer circumferential surface and a ring inner circumferential surface, between which the friction ring is in a radial direction with a friction ring height, and having a first and second end face between which the friction ring extends in an axial direction, orthogonal to the radial direction, with a friction ring width, the ring outer peripheral surface having a profiled surface with a plurality of ridges, the ridges starting from the ring outer peripheral surface along a ridge axis extending from a ridge foot to a ridge head, and the method comprises the steps of:
  • At least one coating layer on an inside of the permanent mold Supplying a centrifugal casting mass, in particular as molten gray cast iron, particularly preferably as molten lamellar gray cast iron or nodular cast iron, into the chill mold coated with at least one coating layer,
  • the mold it may be preferred to design the mold in such a way that the friction rings can be produced individually in the mold using the centrifugal casting process.
  • the chill mold is designed to produce a single friction ring or a plurality of friction rings individually in the centrifugal casting process.
  • friction rings produced in this way already have a basic shape of a friction ring intended for operation after centrifugal casting.
  • this type of isolated production of a friction ring it is not necessary to cut individual friction ring blanks from the cast blank.
  • the method also includes the following steps:
  • Mechanical processing in particular turning, of a first and/or second end face and/or an inner ring peripheral surface of the cast blank and/or friction ring blank, the mechanical processing in particular comprising sawing off a friction ring blank from the tubular cast blank.
  • the friction rings described above are in particular for the production of a brake drum, in particular a brake drum described above, for a Drum brake of a vehicle suitable.
  • a corresponding manufacturing process can include the following steps, for example:
  • the centrifugal casting step takes place at a speed in a range between 400 revolutions per minute and 1,500 revolutions per minute over a centrifugal time in a range between 80 seconds and 360 seconds. This allows the production of a friction ring that allows a comparatively high friction effect with a long service life of the friction ring.
  • the cooling step takes place over a cooling time in a range between 10 seconds and 180 seconds.
  • the step of applying at least one coating layer on an inside of the chill mold comprises:
  • the centrifugal casting mass to be supplied is heated in a furnace to a temperature in the range between 1350° C. and 1490° C. and/or in a pan to a temperature in the range between 1350° C. and 1490° C was heated.
  • the method according to the invention for producing a friction ring and the possible developments have features or method steps that make them particularly suitable for being used for a friction ring according to the invention and/or a brake drum according to the invention and/or a vehicle according to the invention and the respective developments.
  • design variants and design details of this further aspect and their possible developments reference is also made to the previously given description of the corresponding features and developments of the friction ring, the brake drum and the vehicle.
  • Fig. 1 a schematic side view of an exemplary embodiment of a
  • FIG. 2 a schematic view of the preferred ones provided in FIG.
  • 3a, b a schematic side view and top view of the preferred embodiment of the friction ring provided in FIG. 2;
  • 4a, b a schematic detail view in a side view and a top view of a preferred embodiment of a ring outer peripheral surface of the friction ring shown in FIG. 2;
  • 5a, b a schematic detailed view in a side view and a plan view of a further preferred embodiment of a ring outer peripheral surface of the friction ring shown in FIG. 2;
  • Fig. 6 a schematic block diagram of a preferred embodiment of a
  • a method for producing a previously illustrated brake drum 2 with a previously illustrated friction ring 1 is also possible.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an exemplary embodiment of a truck 3 with a brake drum 2 of a drum brake in a preferred embodiment.
  • the brake drum 2 is mounted to rotate with respect to the chassis of the vehicle 3 .
  • the wheel of the vehicle is fastened torque-proof to the brake drum, so that when braking, the rotational movement of the wheel together with the brake drum relative to the chassis of the vehicle 3 is decelerated.
  • FIG. 2 shows a schematic, three-dimensional view of the brake drum 2 provided in FIG. 1.
  • the brake drum has a pot-shaped drum housing 4 within which a friction ring 1 is arranged.
  • the pot-shaped drum housing 4 consists of a light metal and has an annular section which extends in the radial direction R between an inner housing inner circumferential surface 41 and a housing outer circumferential surface 42 lying on the outside in comparison thereto. In the axial direction A, the drum housing 4 extends between a first and second housing end face 43, 44.
  • the drum housing 4 also has a flange section 45, which on the side of the first housing end face 43, starting from the housing outer peripheral surface 42, extends inward in the radial direction R in the shape of a plate.
  • the flange section 45 has five through bores with internal threads, to which a wheel can be screwed in a torque-proof manner.
  • a flange section can also have four or 10 through-holes, for example.
  • the friction ring 1 is designed as a centrifugally cast part made of lamellar gray cast iron or nodular cast iron and has an outer peripheral surface 10 and an inner peripheral surface of the ring
  • the height of the friction ring 12 is at least 5 mm and at most 100 mm.
  • the ring inner peripheral surface 11 preferably has a ring inner diameter 16 of at least 50 mm and at most 1000 mm.
  • the ring outer peripheral surface 10 has preferably an outer ring diameter 17 of at least 55 mm and at most 1200 mm.
  • the friction ring 1 has a first and second end face 13, 14, between which the friction ring 1 extends in the axial direction A, orthogonal to the radial direction R, with a friction ring width 15.
  • the friction ring width 15 is at least 10 mm and at most 200 mm. It should be understood that the geometric dimensions of the friction ring can vary depending on the area of application, that is to say the braking power required.
  • FIGS. 3a and 3b show a schematic side view and a schematic top view of the preferred embodiment of the friction ring provided in FIG.
  • the friction ring is arranged inside the drum housing 4 so that the ring outer circumferential surface 10 of the friction ring 1 is connected to the housing inner circumferential surface 41 of the drum housing 4 in a torque-proof manner.
  • the outer peripheral surface 10 of the ring has a profiled surface with a plurality of elevations 20, the elevations 20 extending from the outer peripheral surface 10 of the ring along an elevation axis E from an elevation base 23 to an elevation head 24 with an elevation height 21.
  • the elevations 20 have an elevation height 21 of at least 0 mm and at most 2 mm.
  • the elevations 20 arranged adjacent on the ring outer peripheral surface 10 to be arranged at a distance 22 from one another of at least 0.1 mm and at most 1.5 mm in relation to the elevation heads 24 of the adjacently arranged elevations 20 . It is provided that the outer peripheral surface 10 of the ring has at least ten elevations per 1 cm 2 and a maximum of seventy elevations per 1 cm 2 .
  • Figures 4a and 4b and Figures 5a and 5b show a schematic detailed view in a side view and a top view of two preferred embodiments of the ring outer peripheral surface 10 of the friction ring 1 shown schematically in Figures 3a and 3b.
  • the elevations have a cross-sectional area along the bump axis E starting from the survey foot 23 in the direction of the survey head 24 decreases.
  • the elevations at the elevation foot 23 have a foot width 25 of at least 0.1 mm and at most 3 mm; on the survey head 24, it is provided that the surveys have a head width 26 of at least 0 mm and a maximum of 3 mm, the foot width 25 of a survey being greater than its head width 26 in the present case.
  • the cross-sectional shape of the ridges preferably varies along the ridge axis E from the ridge foot 23 towards the ridge head.
  • the elevations have concave and convex shapes, particularly preferably a round cross-sectional area, as is shown schematically in FIGS. 5a and 5b. It can also be preferred that the cross-sectional area is polygonal, as shown in FIGS. 4a and 4b.
  • the elevations have an undercut. Regardless of the embodiment, it can be seen that the elevations are distributed in the circumferential direction and also in the axial direction, with an uneven distribution of the elevations being preferred. All elevations are preferably designed differently from one another.
  • the first and second end faces 13, 14 and the inner peripheral surface 11 of the ring have a flat surface which has been machined by turning and/or milling.
  • the first and second end faces 13, 14 and the inner peripheral surface 11 of the ring have an average roughness value that is customary for mechanical processing.
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of a preferred embodiment of a method 1000 for producing a previously described brake drum 2 with a previously described friction ring 1 .
  • the method 1000 initially provides for the provision 1010 of a centrifugal casting machine with a chill mold for centrifugal casting. This is followed by an application 1020 of at least one sizing layer on an inside of the permanent mold as a further step. This is followed by feeding 1030 a centrifugal casting compound, particularly preferably as molten lamellar gray cast iron or nodular cast iron, into the chill mold coated with at least one coat of wash. Depending on the at least one sizing layer, the elevations arise on the ring outer peripheral surface of the friction ring 1.
  • a friction ring 1 produced according to this method is then provided 1080 and a drum housing 4 is cast around the provided friction ring 1 1090. This creates the connection between the inner peripheral surface of the housing and the elevations of the outer peripheral surface of the ring in order to, among other things, transmit the braking torque and the thermal energy outward to that
  • a post-processing 1100 of the inner peripheral surface 11 of the cast-in friction ring 1 then takes place in order to achieve an optimal braking effect with the friction ring.

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Abstract

Reibring (1) für eine Bremstrommel einer Trommelbremse (2) eines Fahrzeugs (3), der Reibring (1) aufweisend: eine Ringaußenumfangsfläche (10) und eine Ringinnenumfangsfläche (11) zwischen denen sich der Reibring (1) in einer Radialrichtung (R) mit einer Reibringhöhe (12) erstreckt, und eine erste und zweite Stirnfläche (13, 14) zwischen denen sich der Reibring (1) in einer Axialrichtung (A), orthogonal zu der Radialrichtung (R), mit einer Reibringbreite (15) erstreckt, wobei die Ringaußenumfangsfläche (10) eine profilierte Oberfläche mit mehreren Erhebungen (20) aufweist, wobei die Erhebungen (20) sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche (10) entlang einer Erhebungsachse (E) von einem Erhebungsfuß (23) zu einem Erhebungskopf (24) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ringaußenumfangsfläche (10) benachbart angeordnete Erhebungen (20) in Bezug zu den Erhebungsköpfen (24) der benachbart angeordneten Erhebungen (20) mit einem Abstand (22) von mindestens 0,1 mm und maximal 1,5 mm beabstandet zueinander angeordnet sind.

Description

Reibring für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs, Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs, Fahrzeug, Verwendung eines Reibrings für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs sowie Verfahren zur Herstellung eines Reibrings
Die Erfindung betrifft einen Reibring für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs sowie eine Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Reibrings und/oder einer Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Reibrings für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs.
Ein Fahrzeug ist beispielsweise ein Kraftrad, ein Personenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug oder auch ein Anhänger. Ein Fahrzeug ist insbesondere auch ein Fahrrad. Ferner kann ein Fahrzeug beispielsweise auch ein schienengebundenes Fahrzeug oder ein Flugzeug oder dergleichen sein. Trommelbremsen können beispielsweise auch bei Kränen oder dergleichen zum Einsatz kommen.
Trommelbremsen gehören zu der Gattung der Reibbremsen. Hierzu weist die Trommelbremse eine Bremstrommel auf, die gegenüber dem Chassis eines Fahrzeugs drehbar gelagert ist. An der Bremstrommel wird üblicherweise ein Rad, insbesondere die Felge des Rads, befestigt. Ferner umfasst die Trommelbremse üblicherweise einen Radbremszylinder, Bremsbacken, eine Nachstellvorrichtung und eine Rückstellvorrichtung, beispielsweise Zugfedern, die über eine Bremsträgerplatte mit dem Chassis des Fahrzeugs verbunden sind. Insbesondere die Bremsbacken sind in aller Regel innerhalb der Bremstrommel angeordnet, so dass diese mit einer Bremsfläche der Bremstrommel beim Bremsen im Eingriff stehen. Es ist bekannt, Bremstrommeln mehrstückig auszubilden. Insbesondere ist es bekannt, dass Bremstrommeln ein Trommelgehäuse aufweisen, das an dem Rad bzw. der Felge befestigt wird, die mit einem Reibring verbunden sind, der beim Bremsen mit den Bremsbacken im Eingriff (Reibkontakt) steht.
Somit lässt sich mittels der Trommelbremse für ein Fahrzeug eine Drehbewegung des Rads des Fahrzeugs relativ zu einem Chassis des Fahrzeugs verzögern oder auch vollständig unterbinden („Vollbremsung“). Eine Trommelbremse dient insoweit zur Verzögerung des Fahrzeugs. Beim Bremsen wird kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärmeenergie umgewandelt, die für eine effiziente Bremswirkung der Trommelbremse an die Umgebung abgeführt werden muss. Die Fähigkeit der Bremstrommel, die Wärmeenergie an Konvektionselementen mittels Wärmestrahlung an die Umgebung abzuführen, hängt im Wesentlichen von der Masse der Bremstrommel, den Materialeigenschaften und der Bauteilgeometrie ab.
Es ist bekannt, Bremstrommeln durch Gießverfahren wie Sandgussverfahren im Einzelabguss im Vertikal- oder Horizontalverfahren herzustellen. Diese Herstellungsverfahren sind arbeitsintensiv und zeitaufwändig; so sind beispielsweise Kerne im Kernschießverfahren herzustellen, um die gewünschte Geometrie der Bremstrommel zu verwirklichen. Das Kernschießverfahren erfordert allerdings die Verwendung von gesundheits- und umweltbelastenden Stoffen. Insbesondere mittels dem Sandgussverfahren hergestellte Bremstrommeln müssen im Anschluss aufwändig durch Putz- und Abstrahlverfahren nachbehandelt werden bevor diese mechanisch bearbeitet werden können. Ferner weisen derart hergestellte Bremstrommeln in radialer Richtung in aller Regel ungleichmäßige mechanische Eigenschaften und Materialeigenschaften auf. Beispielsweise sind die Härte- und Gefügeverläufe von im Sandgussverfahren hergestellten Reibringen in Radialrichtung ungleichmäßig und lassen sich auch nicht gezielt einstellen, um etwa einen gleichmäßigen Verschleiß über die Lebensdauer einer Trommelbremse zu gewährleisten. Ferner können ungleichmäßige Materialdichten und Ungenauigkeiten beim Kernschießverfahren zu Unwuchten führen. Insbesondere kann es bei diesem Herstellungsverfahren zu Randzonengefügeveränderungen, Gefügemissbildungen und Weißeinstrahlungen infolge geringer Gießaufmaße und einem zu schnellen Abkühlen kommen. Schließlich ist teilweise auch ein Normalisierungsglühen erforderlich, um verfahrensbedingte Spannungen abzubauen. Dies ist nicht nur zeitintensiv, sondern erfordert Energieressourcen und belastet ebenfalls die Umwelt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reibring für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs, eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug, eine Verwendung eines Reibrings und/oder einer Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs, ein Verfahren zur Herstellung eines Reibrings für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs bereitzustellen, die einen oder mehrere der zuvor genannten Nachteile beseitigen oder vermindern.
Gemäß einem Aspekt wird die Aufgabe durch einen Reibring für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Reibring bildet im Betriebszustand der Trommelbremse mit einem Trommelgehäuse als Bremstrommel eine Einheit. In dem Betriebszustand ist der Reibring mit dem Trommelgehäuse derart verbunden, dass zwischen dem Reibring und dem Trommelgehäuse eine Axialkraft und/oder ein Bremsmoment übertragen werden kann. Vorzugsweise ist ein Reibring daher für eine drehmomentfeste Verbindung mit dem Trommelgehäuse ausgebildet. Ergänzend oder alternativ ist der Reibring ferner für eine Verbindung mit dem Trommelgehäuse ausgebildet, um Axialkräfte zu übertragen. Insbesondere ist der Reibring dazu ausgebildet, zum Bremsen eines Fahrzeugs mit Bremsbacken im Eingriff zu stehen. Beim Bremsen entsteht eine Reibverbindung zwischen den Bremsbacken und dem Reibring. Insofern ist der Reibring hinsichtlich des Bremsens insbesondere verschleißarm auszubilden und dahingehend auszubilden, dass dieser in besonders vorteilhafter Weise die während des Bremsens induzierte thermische Energie für ein wirksames Bremsen effizient abführt.
Der erfindungsgemäße Reibring für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs weist eine Ringaußenumfangsfläche und eine Ringinnenumfangsfläche auf. Zwischen der Ringaußenumfangsfläche und der Ringinnenumfangsfläche erstreckt sich der Reibring in einer Radialrichtung mit einer Reibringhöhe. Über die Reibringhöhe lässt sich gezielt die Stabilität der Bremstrommel und die Wärmeleitfähigkeit der Trommelbremse einstellen.
Über die Ringaußenumfangsfläche steht der montierte Reibring im Betriebszustand im
Kontakt mit dem Trommelgehäuse. Es ist daher vorgesehen, dass die Ringaußenumfangsfläche des Reibrings für eine Verbindung mit dem Trommelgehäuse ausgebildet ist. Insbesondere ist die Ringaußenumfangsfläche für eine stoffschlüssige und/oder formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Trommelgehäuse ausgebildet. Über die Ringaußenumfangsfläche wird während des Bremsens ein Bremsmoment von dem Reibring auf das Trommelgehäuse und somit auf das an dem Trommelgehäuse befestigte Rad bzw. die Felge übertragen. Insofern ist die Ringaußenumfangsfläche des Reibrings für eine drehmomentfeste Verbindung mit dem Trommelgehäuse auszulegen. Ferner ist die Ringaußenumfangsfläche des Reibrings in bevorzugter Weise für eine Übertragung einer Axialkraft von dem Reibring auf das Trommelgehäuse auszulegen.
Ferner ist vorgesehen, dass die Ringinnenumfangsfläche als Bremsfläche ausgebildet ist, die im Betriebszustand während des Bremsens des Fahrzeugs im Eingriff mit den Bremsbacken der Trommelbremse steht. Insofern ist die Ringinnenumfangsfläche ausgebildet, um im Zusammenspiel mit den Bremsbacken der Trommelbremse eine Bremswirkung des Fahrzeugs zu erzielen. Durch eine entsprechende mechanische Bearbeitung der Ringinnenumfangsfläche lässt sich ein besonders bevorzugter Reibkoeffizient einstellen, der eine Bremswirkung ohne zeitintensives und aufwändiges „Einfahren“ der Trommelbremse ermöglicht, so dass die für einen Fahrzeugbetrieb sichere Bremsleistung von Anfang an zur Verfügung steht. Insbesondere ist die Ringinnenumfangsfläche solcher Art ausgebildet, dass diese ein gleichmäßiges Verschleißverhalten aufweist und die durch Reibung zwischen der Ringinnenumfangsfläche und den Bremsbacken induzierte thermische Energie nach außen in Richtung der Ringaußenumfangsfläche ableitet.
Ferner weist der Reibring eine erste und zweite Stirnfläche auf. Zwischen der ersten und zweiten Stirnfläche erstreckt sich der Reibring in einer Axialrichtung, orthogonal zu der Radialrichtung, mit einer Reibringbreite. Die Ringbreite ist in Abhängigkeit der erforderlichen Bremsleistung auszulegen. Sind höhere Bremsleistungen gewünscht, ist eine größere Ringbreite zu wählen als bei geringeren Anforderungen an die Bremsleistung.
Es ist vorgesehen, dass die Ringaußenumfangsfläche eine profilierte Oberfläche mit mehreren Erhebungen aufweist. Mehrere Erhebungen sind insbesondere eine Vielzahl von Erhebungen. Mehrere Erhebungen umfassen vorzugsweise mehrere tausende Erhebungen. Die Erhebungen erstrecken sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche entlang einer Erhebungsachse von einem Erhebungsfuß zu einem Erhebungskopf mit einer Erhebungshöhe. Vorzugsweise ist der Erhebungsfuß jener Abschnitt einer Erhebung, der zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung zwischen der Ringaußenumfangsfläche und der Erhebung vorgesehen ist. Der Erhebungskopf bildet insbesondere jenen Abschnitt einer Erhebung, welcher zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung zwischen dem Trommelgehäuse des Reibrings und der Erhebung des Reibrings vorgesehen ist. Es kann bevorzugt sein, dass sich zwischen dem Erhebungsfuß und dem Erhebungskopf ein Zwischenabschnitt erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Erhebungsfuß über mehr als 0 %, 5 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 % oder 70 % der Erhebungshöhe und/oder maximal 5 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 % oder 70 % der Erhebungshöhe. Ferner ist es bevorzugt, dass sich der Erhebungskopf über mehr als 0 %, 5 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 % oder 70 % der Erhebungshöhe und/oder maximal 5 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 % oder 70 % der Erhebungshöhe erstreckt.
Vorzugsweise ist die Erstreckung eines Erhebungsfußes und die Erstreckung eines Erhebungskopfes einer Erhebung derart ausgebildet, dass diese zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung und/oder Wärmeübertragung in einer ähnlichen Größenordnung ausgebildet sind. Dies stellt im Betriebszustand eine möglichst gleichmäßige Kraft- und/oder Drehmomentübertragung und/oder Wärmeübertragung zwischen dem Reibring und dem Trommelgehäuse sicher.
Es ist bevorzugt, dass die Erhebungen eine zufällige Form aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass mindestens zwei, vorzugsweise mehrere und insbesondere alle, Erhebungen voneinander abweichende Formen aufweisen.
Es ist vorgesehen, dass die Erhebungen der Ringaußenumfangsfläche im Betriebszustand zur Verbindung des Reibrings mit dem Trommelgehäuse mit dem Trommelgehäuse im Eingriff stehen. Es ist bevorzugt, dass die Ringaußenumfangsfläche, insbesondere die Erhebungen, des Reibrings für eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Trommelgehäuse ausgebildet ist.
Ferner ist vorgesehen, dass auf der Ringaußenumfangsfläche Erhebungen benachbart angeordnet sind. Die Erhebungen sind dabei derart in Bezug zueinander angeordnet, dass die Erhebungsköpfe der benachbart angeordneten Erhebungen mit einem Abstand von mindestens 0,1 mm und maximal 1 ,5 mm beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Anordnung der Erhebungen mit diesem Abstand zwischen den benachbart angeordneten Erhebungen ermöglicht, dass die beim Bremsen entstehende Wärme von dem Reibring zu dem Trommelgehäuse effizient abgeführt wird, um eine konstante Bremsleistung während des Bremsens zu gewährleisten, und eine drehmomentfeste Verbindung zwischen dem Reibring und dem Trommelgehäuse herstellbar ist.
Der Mindestabstand stellt insbesondere sicher, dass zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung und/oder Wärmeübertragung Material des Trommelgehäuses zwischen Erhebungen eindringen kann. Der Maximalabstand gewährleistet in bevorzugter Weise eine ausreichende Anzahl an Verbindungspunkten zwischen dem Reibring und dem Trommelgehäuse, die zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung und/oder Wärmeübertragung erforderlich sind. In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Erhebungsköpfe der benachbart angeordneten Erhebungen mit einem Abstand von mindestens 0,1 mm, insbesondere von mindestens 0,5 mm, und maximal 1 mm, insbesondere maximal 0,7 mm, beabstandet zueinander angeordnet sind. Diese Ausführungsform ermöglicht im Betriebszustand eine besonders geeignete Kraft- und/oder Drehmomentübertragung und/oder Wärmeübertragung zwischen Reibring und Trommelgehäuse.
Der Abstand, der zwischen den Erhebungsköpfen von benachbart angeordneten Erhebungen mindestens und maximal vorliegt, bezieht sich vorzugsweise auf den Abstand zwischen den höchsten Punkten der Erhebungsköpfe der benachbart angeordneten Erhebungen. Ferner kann es bevorzugt sein, dass der Abstand, der zwischen den Erhebungsköpfen von benachbart angeordneten Erhebungen mindestens und maximal vorliegt, der kleinste Abstand zwischen den Außenflächen der Erhebungsköpfe der benachbart angeordneten Erhebungen ist.
Es ist zu verstehen, dass der Abstand zwischen einem Paar benachbart angeordneter Erhebungen von einem davon verschiedenen Paar benachbart angeordneter Erhebungen verschieden sein kann. Beispielsweise kann der Abstand zwischen dem einen Paar benachbart angeordneter Erhebungen bei 0,1 mm liegen und bei dem davon verschiedenen anderen Paar kann der Abstand bei 1 ,5 mm liegen.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des erfindungsgemäßen Reibrings und seine Fortbildungen wird auch auf die nachfolgende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Bremstrommel, des Fahrzeugs und der Verfahren zur Herstellung eines Reibrings und zur Herstellung einer Bremstrommel verwiesen. Gemäß einer bevorzugten Fortbildung ist der Reibring als einstückiges Schleudergussteil ausgebildet. Insbesondere ist ein Schleudergussteil mittels eines Kokillengießverfahrens hergestellt.
Dies hat den Effekt, dass sich in Abhängigkeit der Temperierung der Kokille und der Drehzahl in Radialrichtung des Reibrings gezielt ein gewünschter Gefüge- und Härteverlauf einstellen lässt. Insbesondere hat dies den Vorteil, dass der Reibring in Radialrichtung und in Umfangsrichtung eine gleichmäßige Materialdichte und somit keine Unwuchten aufweist. Insofern sind bei der Verwendung derart hergestellter Reibringe vor der Montage an dem Fahrzeug Unwuchten nicht erst zeitaufwändig zu beseitigen. Insbesondere lassen sich die Kokillen, mit denen der Reibring hergestellt wird gezielt temperieren, so dass ein Normalisierungsglühen entfällt. Ferner entfallen bei derart hergestellten Reibringen die aufwändigen Nachbearbeitungsschritte des Putzens und Abstrahlens.
Ferner hat ein als Schleudergussteil hergestellter Reibring den Vorteil, dass vergleichsweise leichte Schlacken, Poren, Einschlüsse, etc. während der Flüssigphase durch die wirkenden Zentrifugalkräfte, die das schwerere Gusseisen zum Außendurchmesser drängen, in Radialrichtung nach innen transportiert werden und sich am Innendurchmesser bzw. im inneren Bearbeitungsaufmaß eines Gussrohlings des Reibrings ablagern.
Ein im Schleudergießen hergestellter Reibring ist ein spannungsarmer und homogener Gussring mit hoher Materialgüte und bestmöglicher Festigkeit sowie geringen Gießfehlern. Verfahrensbedingt ist ein solcher Reibring daher frei von Poren, Einschlüssen oder Schlacken. Darüber hinaus lässt sich der Abkühlprozess nach dem Schleudergießen gezielt steuern, so dass ein derart hergestellter Reibring frei von Abkühlspannungen ist. Insbesondere wird der Abkühlprozess während des Schleuderns gesteuert. Vorzugsweise wird der gegossene Reibringrohling nach der Entnahme aus der Kokille nicht gesteuert abgekühlt. Insbesondere hängt der Abkühlprozess nach der Entnahme von einer Umgebungstemperatur des Reibringrohlings ab. Ferner lassen sich durch einen gesteuerten Abkühlprozess in Abhängigkeit der Kundenanforderungen Härten und Gefüge einstellen. Ferner weist ein schleudergegossener Reibring bereits eine hohe Wuchtgüte auf, die durch die sich anschließende mechanische Bearbeitung zusätzlich erhöht wird. Indem sich Härte und Gefüge gezielt einstellen lassen, kann über die gesamte Lebensdauer der Trommelbremse die bestmögliche Verschleißparallelität gewährleistet werden. Insbesondere lassen sich durch die Verwendung entsprechender Schlichten die gewünschten Erhebungen auf der Ringaußenumfangsfläche des Reibrings herstellen. Insbesondere ist die Schlichte ein Gemisch aus Wasser und Sand und/oder Silikat. Vorzugsweise ist das Silikat ein Aluminiumsilikat. Insbesondere ist eine Schlichte umfassend Wasser und Sand in bevorzugter Weise für die Herstellung der gewünschten Erhebungen auf der Ringaußenumfangsfläche des Reibrings besonders geeignet.
Ferner ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass die Erhebungen eine Erhebungshöhe von mindestens 0 mm und/oder maximal 2 mm aufweisen. Es ist bevorzugt, dass die Erhebungshöhe der Erhebungen mehr als 0 mm und/oder maximal 2 mm beträgt. Bei Erhebungen mit Erhebungshöhen mit mehr als 2 mm kann die Übertragung von Wärme zur Wärmeabfuhr zwar verbessert sein, die Übertragung des Bremsmoments jedoch nur eingeschränkt möglich sein. Insofern sind Ausführungsformen mit Erhebungshöhen von mehr als 2 mm zwar denkbar und auch üblich, aber weniger bevorzugt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Erhebungen eine Erhebungshöhe von mehr als 0 mm aufweisen, vorzugsweise weisen die Erhebungen eine Erhebungshöhe von mindestens 0,1 mm und insbesondere von mindesten 0,25 mm auf. Es kann auch bevorzugt sein, dass die Erhebungen Erhebungshöhen von mindesten 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm oder 1 mm aufweisen. Die Erhebungshöhe erstreckt sich zwischen dem Erhebungsfuß einer Erhebung und dem Erhebungskopf der Erhebung. Der Erhebungskopf einer Erhebung ist vorzugsweise eine Spitze einer Erhebung mit der maximalen Höhe, insbesondere ausgehend von dem Erhebungsfuß. Den Erhebungsfuß einer Erhebung beginnt insbesondere an einem lokalen Minimum der Ringaußenumfangsfläche zwischen den benachbart angeordneten Erhebungen. Das lokale Minimum der Ringaußenumfangsfläche ist insbesondere definiert durch den minimalen Abstand der Ringaußenumfangsfläche zu der Ringinnenumfangsfläche zwischen den benachbarten Erhebungen.
Erhebungen, die sich in diesem Bereich in Radialrichtung erstrecken, lassen sich einerseits einfach durch die Verwendung entsprechender Schlichte einfach und kostengünstig herstellen und ermöglichen andererseits eine besonders vorteilhafte Übertragung des Bremsmoments von dem Reibring auf ein Trommelgehäuse der Bremstrommel. Ferner wird durch diese bevorzugte Ausgestaltung in besonders vorteilhafter Weise die Wärme von der Ringaußenumfangsfläche an das an der im Betriebszustand an der Ringaußenumfangsfläche angeordnete Trommelgehäuse übertragen. Weiterhin ist nach einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass die Ringaußenumfangsfläche mindestens 10 Erhebungen je 1 cm2 und/oder maximal 70 Erhebungen je 1 cm2 aufweist.
Eine solche Anzahl von Erhebungen in diesem Bereich je 1 cm2 lässt sich einerseits durch die Verwendung entsprechender Schlichte einfach und kostengünstig herstellen und ermöglichen andererseits eine besonders vorteilhafte Übertragung des Bremsmoments von dem Reibring auf ein Trommelgehäuse der Bremstrommel. Ferner wird durch diese bevorzugte Ausgestaltung in besonders vorteilhafter Weise die Wärme von der Ringaußenumfangsfläche an das an der im Betriebszustand an der Ringaußenumfangsfläche angeordnete Trommelgehäuse übertragen.
Nach einer ferner bevorzugten Fortbildung des Reibrings sind die Erhebungen auf der Ringaußenumfangsfläche homogen.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Fortbildung des Reibrings weisen die Erhebungen eine Querschnittsfläche auf. Die Querschnittsfläche erstreckt sich insbesondere orthogonal zu der Erhebungsachse.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Querschnittsfläche entlang der Erhebungsachse ausgehend von dem Erhebungsfuß in Richtung des Erhebungskopfes variiert, insbesondere abnimmt und/oder zunimmt. Ergänzend oder alternativ ist in bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Erhebungen einen ersten Abschnitt oder mehrere erste Abschnitte aufweisen, in denen die Querschnittsfläche entlang der Erhebungsachse in Richtung des Erhebungskopfes abnimmt. Ferner ist ergänzend oder alternativ vorzugsweise vorgesehen, dass die Erhebungen einen zweiten Abschnitt oder mehrere zweite Abschnitte aufweisen, in denen die Querschnittsfläche entlang der Erhebungsachse in Richtung des Erhebungskopfes zunimmt. Weiterhin ist ergänzend oder alternativ insbesondere vorgesehen, dass die Querschnittsfläche als Freiformfläche ausgebildet ist.
Ergänzend oder alternativ weisen die Erhebung am Erhebungsfuß eine Fußbreite von mindestens 0,1 mm und/oder maximal 3 mm auf. Ferner weisen die Erhebungen ergänzend oder alternativ am Erhebungskopf eine Kopfbreite von mindestens 0 mm und/oder maximal 3 mm auf. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Fußbreite einer Erhebung größer ist als die Kopfbreite der Erhebung oder die Fußbreite einer Erhebung der Kopfbreite der Erhebung entspricht. Erhebungen mit solchen Fußbreiten und/oder Kopfbreiten ermöglichen eine besonders vorteilhafte Übertragung des Bremsmoments von dem Reibring auf ein Trommelgehäuse der Bremstrommel. Ferner wird durch diese bevorzugte Ausgestaltung in besonders vorteilhafter Weise die Wärme von der Ringaußenumfangsfläche an das an der im Betriebszustand an der Ringaußenumfangsfläche angeordnete Trommelgehäuse übertragen.
Weiterhin ist nach einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass die Erhebungen eine Querschnittsform aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Querschnittsform entlang der Erhebungsachse ausgehend von dem Erhebungsfuß in Richtung des Erhebungskopfes variiert, insbesondere abnimmt und/oder zunimmt. Ergänzend oder alternativ ist bevorzugt, dass die Querschnittsform rund, insbesondere konkav und/oder konvex, und/oder polygonal, insbesondere mehreckig, ausgebildet ist. Weiterhin ist ergänzend oder alternativ vorzugsweise vorgesehen, dass die Querschnittsform als unregelmäßige Form, insbesondere als Freiform, ausgebildet ist. Ferner weist ergänzend oder alternativ eine der Erhebungen oder weisen mehrere der Erhebungen eine Hinterschneidung oder mehrere Hinterschneidungen auf. Diese haben den Vorteil, dass diese in Radialrichtung einen Formschluss herstellen können. Insbesondere kann hierdurch die Verbindung mit den Reibring umschließenden Elementen, zum Beispiel einem Trommelgehäuse, zur Übertragung von Drehmomenten nochmals verbessert verbunden ist. Insbesondere ist ergänzend oder alternativ vorgesehen, dass eine der Erhebungen oder mehrere der Erhebungen keine Hinterschneidung aufweisen.
Eine als Freiform ausgebildete Querschnittsform weist insbesondere polygonale und/oder konvexe und/oder konkave Formabschnitte auf.
Ferner ist gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass mindestens zwei Erhebungen, vorzugsweise alle Erhebungen, voneinander verschieden sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass mindestens zwei Erhebungen bezüglich ihrer Form und/oder Erstreckung in Umfangsrichtung und/oder Erstreckung in Axialrichtung und/oder Erstreckung in Radialrichtung voneinander verschieden sind.
Es ist hierbei zu verstehen, dass die Erhebungen hierbei die Anforderungen zumindest eines der oben genannten Bereiche erfüllen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass auf der Ringaußenumfangsfläche die benachbart angeordneten Erhebungen in Bezug zu den Erhebungsköpfen der benachbart angeordneten Erhebungen mit einem Abstand von mindestens 0,1 mm und maximal 1 ,5 mm beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei mindestens zwei der Erhebungen voneinander verschieden ausgebildet sind. Diese bevorzugte Ausführungsform ermöglicht somit, dass die beim Bremsen entstehende Wärme von dem Reibring zu dem Trommelgehäuse effizient abgeführt wird, um eine konstante Bremsleistung während des Bremsens zu gewährleisten, und eine drehmomentfeste Verbindung zwischen dem Reibring und dem Trommelgehäuse kostengünstig herstellbar ist.
Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass die Erhebungen in einer Umfangsrichtung verteilt, insbesondere ungleichmäßig verteilt, angeordnet sind.
In einer ferner bevorzugten Fortbildung des Reibrings weisen die erste und/oder zweite Stirnfläche und/oder die Ringinnenumfangsfläche eine ebene Oberfläche auf, wobei eine ebene Oberfläche insbesondere eine mechanisch bearbeitete Oberfläche, beispielsweise eine drehend und/oder fräsend bearbeitete Oberfläche, ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Fortbildung besteht der Reibring aus Grauguss, insbesondere aus einem lamellaren Grauguss oder Sphäroguss.
Nach einer ferner bevorzugten Fortbildung des Reibrings ist vorgesehen, dass die Ringinnenumfangsfläche einen Ringinnendurchmesser von mindestens 50 mm, vorzugsweise mindestens 150 mm, insbesondere bevorzugt 180 mm, und/oder maximal von 1000 mm, vorzugsweise maximal von 300 mm, insbesondere bevorzugt maximal von 240 mm, aufweist. Ergänzend oder alternativ ist vorgesehen, dass die Ringaußenumfangsfläche einen Ringaußendurchmesser von mindestens 55 mm, vorzugsweise von mindestens 160 mm, insbesondere bevorzugt von mindestens 200 mm, und/oder maximal von 1200 mm, vorzugsweise maximal von 400 mm, insbesondere bevorzugt maximal von 300 mm, aufweist.
Ferner beträgt nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Reibrings die Reibringbreite mindestens 10 mm, vorzugsweise von mindestens 30 mm, insbesondere bevorzugt von mindestens 50 mm, und/oder maximal 200 mm, vorzugsweise maximal 100 mm, insbesondere bevorzugt maximal 80 mm.
Weiterhin beträgt nach einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings die Reibringhöhe mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 10 mm, insbesondere bevorzugt mindestens 15 mm, und/oder maximal 100 mm, vorzugsweise maximal 50 mm, insbesondere bevorzugt maximal 45 mm.
Reibringe mit einer solchen Reibringbreite und/oder einer solchen Reibringhöhe ermöglichen eine besonders vorteilhafte Übertragung des Bremsmoments von dem Reibring auf ein Trommelgehäuse der Bremstrommel. Ferner wird durch diese bevorzugte Ausgestaltung in besonders vorteilhafter Weise die Wärme von der Ringaußenumfangsfläche an das an der im Betriebszustand an der Ringaußenumfangsfläche angeordnete Trommelgehäuse übertragen. Diesen Effekt erlangt man insbesondere durch eine formschlüssige Anordnung der Ringaußenumfangsfläche an dem Trommelgehäuse.
Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass ein Härtegrad ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche zu der Ringinnenumfangsfläche in der Radialrichtung abnimmt. Der Härtegrad wird beispielsweise in Härte Brinell Wolframkarbid angegeben. Diese Angabe ist auch als Härte nach Brinell bekannt. Beispielsweise kann das Prüfverfahren mit einer Wolframkarbidkugel mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Prüfkraft von 7,355 kN bei einer Einwirkzeit von 10 s bis 15 s durchgeführt werden. Eine derart ausgebildeter Reibring hat den Vorteil, dass der Reibring insbesondere im Außenbereich, in dem im Betrieb vergleichsweise große Bremsmomente wirken können, eine besonders starke und zuverlässige Bremswirkung ermöglicht. Insbesondere ist hierdurch der Einsatz des Reibrings über eine vergleichsweise lange Lebensdauer denkbar. Neben einer vergleichsweise überdurchschnittlichen Reibleistung und Wärmeübertragung ist hierbei die Feinstaubentwicklung minimiert.
Ferner ist nach einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass der Reibring einen ringförmigen Innenumfangsbereich aufweist, der sich ausgehend von der Ringinnenumfangsfläche in Richtung der Ringaußenumfangsfläche erstreckt, und einen ringförmigen Außenumfangsbereich aufweist, der sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche in Richtung der Ringinnenumfangsfläche erstreckt, und einen ringförmigen Mittenumfangsbereich aufweist, der sich zwischen dem ringförmigen Innenumfangsbereich und dem ringförmigen Außenumfangsbereich erstreckt, wobei der Härtegrad im ringförmigen Mittenumfangsbereich geringer ist als in dem ringförmigen Innenumfangsbereich und/oder dem ringförmigen Außenumfangsbereich. Dies ermöglicht eine spezielle Gestaltung des Reibrings, der individuell auf den Reibpartner abgestimmt werden kann, um eine zuverlässige und langlebige Bremswirkung zu ermöglichen. Ferner ist nach einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass der Härtegrad zwischen 100 Härte Brinell Wolframkarbid und 250 Härte Brinell Wolframkarbid, insbesondere zwischen 150 Härte Brinell Wolframkarbid und 225 Härte Brinell Wolframkarbid, liegt. Vorzugsweise liegt der Härtegrad im Bereich der
Ringinnenumfangsfläche in einem Bereich von 170 Härte Brinell Wolframkarbid. Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, dass der Härtegrad im Bereich der
Ringaußenumfangsfläche in einem Bereich von 200 Härte Brinell Wolframkarbid liegt. In diesen angegebenen Bereich wurde eine besonders langlebige und zuverlässige Bremswirkung der Reibringe beobachtet.
Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass der Reibring ein Gefüge umfassend Perlit, insbesondere lamellaren Perlit, Steadit und Ferrit als Gefügebestandteile aufweist. Vorzugsweise sind die Gefügebestandteile Perlit, insbesondere lamellarer Perlit, und/oder Steadit im Wesentlichen gleichmäßig bzw. homogen zwischen der Ringinnenumfangsfläche und der Ringaußenumfangsfläche verteilt. Mit einem Reibring, der ein Gefüge mit diesen besagten Bestandteilen aufweist, lässt sich eine besonders vorteilhafte und langlebige Bremswirkung erzielen. Insbesondere wurde beobachtet, dass die Zugfestigkeit im Vergleich zu bekannten Reibringen um ein Vielfaches höher liegt. Teilweise wurde beobachtet, dass die Zugfestigkeit mindestens 40 %, manchmal auch 70 % höher liegt als bei bereits bekannten Reibringen. Neben einer vergleichsweise überdurchschnittlichen Reibleistung und Wärmeübertragung ist hierbei die Feinstaubentwicklung minimiert.
Insbesondere ist nach einer Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass der Gefügebestandteil Perlit zwischen 70 % und 100 %, insbesondere zwischen 80 % und 95 %, besonders bevorzugt zwischen 90 % und 95 %, liegt, und/oder der Gefügebestandteil Steadit zwischen 0 % und 20 %, insbesondere zwischen 5 % und 15 %, besonders bevorzugt zwischen 5 % und 10 %, liegt, und/oder der Gefügebestandteil Ferrit zwischen 0 % und 30 %, insbesondere zwischen 0 % und 5 %, besonders bevorzugt zwischen 0 % und 1 %, liegt. Ein Reibring, der ein Gefüge mit Gefügebestandteilen in den genannten Bereich aufweist ermöglicht eine hohe, zuverlässige und langanhaltende Bremsleistung.
Ferner ist gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass der Gefügebestandteil Ferrit ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche zu der Ringinnenumfangsfläche in der Radialrichtung abnimmt und/oder der Gefügebestandteil Ferrit überwiegend angrenzend zu der Ringaußenumfangsfläche vorgesehen ist. Dies beruht auf der Erkenntnis der Erfinder, dass sich hierbei Reibringe mit einer vergleichsweise hohen langlebigen Reibwirkung erzielen lassen.
Insbesondere ist in einer ferner bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass die von der Ringaußenumfangsfläche und der ersten Stirnfläche gebildete Kante als Fase oder Rundung ausgebildet ist, und/oder die von der Ringaußenumfangsfläche und der zweiten Stirnfläche gebildete Kante als Fase oder Rundung ausgebildet ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Kerbwirkung des Reibrings, insbesondere im montierten Zustand als Teil einer Bremstrommel für eine Trommelbremse, minimiert wird und somit die Lebensdauer der Bremstrommel bzw. der Trommelbremse durch diese bevorzugte Ausgestaltung des Reibrings verlängert werden kann.
Schließlich ist nach einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass die Fase einen Winkel in einem Bereich zwischen 0 ° und 45 ° aufweist und/oder eine Breite zwischen 0,1 mm und 5 mm aufweist. Ergänzend oder alternativ kann in bevorzugter Weise vorgesehen sein, dass die Rundung einen Radius zwischen 0,5 mm und 5 mm aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Erfindung gelöst durch eine Bremstrommel für ein Fahrzeug, die einen Reibring gemäß dem vorangehend beschriebenen Aspekt oder gemäß den bevorzugten Ausführungsformen davon aufweist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass sich das Trommelgehäuse in einer Radialrichtung zwischen einer innenliegenden Gehäuseinnenumfangsfläche und einer im Vergleich zu der Gehäuseinnenumfangsfläche in Radialrichtung außenliegenden Gehäuseaußenumfangsfläche erstreckt. Es ist zu verstehen, dass das Trommelgehäuse wie zuvor in Bezug zu dem Reibring erläutert mit dem Reibring in Verbindung steht, insbesondere zur Übertragung eines Bremsmoments und/oder zur Übertragung von Axialkräften. Vorzugsweise sind das Trommelgehäuse und der Reibring stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Trommelgehäuse um den Reibring gegossen wird. Hierdurch wird der Reibring von dem Trommelgehäuse derart umgossen, dass das Trommelgehäuse an der Gehäuseinnenumfangsfläche mit der Ringaußenumfangsfläche des Reibrings verbunden ist. Insbesondere umschließt das Trommelgehäuse die Erhebungen des Reibrings. Insbesondere sind das Trommelgehäuse und der Reibring irreversibel miteinander verbunden. In bevorzugter Weise erstreckt sich das Trommelgehäuse in Axialrichtung zwischen einer ersten und zweiten Gehäusestirnfläche. Ferner weist das Trommelgehäuse einen Flanschabschnitt auf, der sich auf der Seite der ersten Gehäusestirnfläche ausgehend von der Gehäuseaußenumfangsfläche in Radialrichtung nach innen tellerförmig erstreckt. Der Flanschabschnitt weist insbesondere einen Anschluss zur Befestigung eines Rads bzw. einer Felge auf. Beispielsweise kann der Flanschabschnitt zur Befestigung des Rads bzw. der Felge fünf Durchgangsbohrungen mit Innengewinde aufweisen, an denen ein Rad bzw. eine Felge drehmomentfest angeschraubt werden kann.
In bevorzugter Weise wird die Verbindung zwischen dem Trommelgehäuse und dem Reibring hergestellt, indem das Trommelgehäuse um den Reibring gegossen wird. Ferner ist das T rommelgehäuse dazu vorzugsweise aus einem Werkstoff hergestellt, welches eine Schmelztemperatur aufweist, die geringer ist als die Schmelztemperatur eines Werkstoffs aus dem der Reibring besteht.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Bremstrommel und deren Fortbildungen wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings sowie auf die nachfolgende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Fahrzeugs und der Verfahren verwiesen.
Nach einer bevorzugten Fortbildung der Bremstrommel weist die Bremstrommel ein Trommelgehäuse auf, mit dem der Reibring verbunden, insbesondere formschlüssig verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Reibring und dem Trommelgehäuse zur Übertragung von Drehmomenten drehmomentfest ausgebildet ist und/oder zur Übertragung von Axialkräften ausgebildet ist.
Weiterhin ist nach einer bevorzugten Fortbildung der Bremstrommel vorgesehen, dass das Trommelgehäuse aus einem Werkstoff besteht, der von dem Werkstoff, aus dem der Reibring besteht, verschieden ist, wobei vorzugsweise das Trommelgehäuse aus einem Leichtmetall besteht. Dies hat insbesondere Vorteile hinsichtlich des Gewichts und in bevorzugter Weise auch hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Erfindung gelöst durch eine Verwendung eines vorangehend beschriebenen Reibrings und/oder einer vorangehend beschriebenen Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug insbesondere ein Personenkraftfahrzeug und/oder ein Nutzkraftfahrzeug und/oder ein Zweirad ist.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Verwendung des Reibrings und/oder der Bremstrommel für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremstrommel sowie auf die nachfolgende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Fahrzeugs und der Verfahren verwiesen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Erfindung gelöst durch ein Fahrzeug, aufweisend einen vorangehend beschriebenen Reibring und/oder eine vorangehend beschriebene Bremstrommel.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Verwendung des Fahrzeugs wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremstrommel sowie auf die nachfolgende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Verfahren verwiesen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Reibrings, insbesondere eines zuvor beschriebenen Reibrings, für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs, wobei der Reibring eine Ringaußenumfangsfläche und eine Ringinnenumfangsfläche aufweist, zwischen denen sich der Reibring in einer Radialrichtung mit einer Reibringhöhe erstreckt, und eine erste und zweite Stirnfläche aufweist, zwischen denen sich der Reibring in einer Axialrichtung, orthogonal zu der Radialrichtung, mit einer Reibringbreite erstreckt, wobei die Ringaußenumfangsfläche eine profilierte Oberfläche mit mehreren Erhebungen aufweist, wobei die Erhebungen sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche entlang einer Erhebungsachse von einem Erhebungsfuß zu einem Erhebungskopf erstrecken, und das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Schleudergießmaschine mit einer Kokillenform zum Schleudergießen,
Aufbringen mindestens einer Schlichteschicht auf einer Innenseite der Kokillenform, Zuführen einer Schleudergussmasse, insbesondere als geschmolzenen Grauguss, besonderes bevorzugt als geschmolzenen lamellaren Grauguss oder Sphäroguss, in die mit mindestens einer Schlichteschicht beschichtete Kokillenform,
Schleudergießen der zugeführten Schleudermasse, und
Abkühlen der schleudergegossenen Schleudermasse zu einem rohrförmigen Gussrohling.
Es kann bevorzugt sein, die Kokillenform derart auszugestalten, dass sich die Reibringe vereinzelt in der Kokillenform im Schleudergießverfahren herstellen lassen. Insbesondere kann bevorzugt sein, dass die Kokillenform ausgebildet ist, einen einzigen Reibring oder aber mehrere Reibringe vereinzelt im Schleudergießverfahren herzustellen. Bei der vereinzelten Herstellung eines Reibrings ist insbesondere zu verstehen, dass derart hergestellte Reibringe bereits nach dem Schleudergießen eine Grundform eines für den Betrieb vorgesehenen Reibrings aufweisen. Insbesondere ist bei dieser Art der vereinzelten Herstellung eines Reibrings kein Ablängen einzelner Reibringrohlinge von dem Gussrohling erforderlich.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Reibrings, insbesondere eines zuvor beschriebenen Reibrings, für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremstrommel, und des Fahrzeugs verwiesen.
Gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte:
Abstrahlen des abgekühlten rohrförmigen Gussrohlings, und/oder
Mechanisches Bearbeiten, insbesondere Abdrehen, einer ersten und/oder zweiten Stirnfläche und/oder einer Ringinnenumfangsfläche des Gussrohlings und/oder Reibringrohlings, wobei das mechanische Bearbeiten insbesondere Absägen eines Reibringrohlings von dem rohrförmigen Gussrohling umfasst.
Die zuvor beschriebenen Reibringe sind insbesondere zur Herstellung einer Bremstrommel, insbesondere einer zuvor beschriebenen Bremstrommel, für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs geeignet. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren kann beispielsweise die folgenden Schritte umfassen:
Bereitstellen eines zuvor beschriebenen Reibrings und/oder einer zuvor beschriebenen Bremstrommel und/oder eines Reibrings, der gemäß einem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wurde,
Gießen eines Trommelgehäuses um den Reibring, und/oder
Nachbearbeiten der Ringinnenumfangsfläche des eingegossenen Reibrings.
Nach einer bevorzugten Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schritt des Schleudergießens mit einer Drehzahl in einem Bereich zwischen 400 Umdrehungen pro Minute und 1.500 Umdrehungen pro Minute über eine Schleuderzeit in einem Bereich zwischen 80 Sekunden und 360 Sekunden erfolgt. Dies ermöglicht die Herstellung eines Reibrings der eine vergleichsweise hohe Reibwirkung mit einer langen Lebensdauer des Reibrings ermöglicht.
Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Abkühlens über eine Kühlzeit in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 180 Sekunden erfolgt.
Ferner ist es nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Aufbringens mindestens einer Schlichteschicht auf einer Innenseite der Kokillenform umfasst:
- Aufbringen einer ersten Schlichteschicht mit einer Drehzahl in einem Bereich zwischen 400 Umdrehungen pro Minute und 1.800 Umdrehungen pro Minute über eine erste Aufbringzeit in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 50 Sekunden, und/oder
- Aufbringen einer von der ersten Schlichteschicht verschiedenen zweiten Schlichteschicht mit einer Drehzahl in einem Bereich zwischen 400 Umdrehungen pro Minute und 1.800 Umdrehungen pro Minute über eine zweite Aufbringzeit in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 50 Sekunden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die zuzuführende Schleudergussmasse in einem Ofen auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 1350 °C und 1490 °C und/oder in einer Pfanne auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 1350 °C und 1490 °C erhitzt wurde.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Reibrings, insbesondere eines zuvor beschriebenen Reibrings, für eine Bremstrommel einer Trommelbremse eines Fahrzeugs wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremstrommel, und des Fahrzeugs verwiesen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Reibrings und die möglichen Fortbildungen weisen Merkmale bzw. Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen für einen erfindungsgemäßen Reibring und/oder eine erfindungsgemäße Bremstrommel und/oder ein erfindungsgemäßes Fahrzeug sowie die jeweiligen Fortbildungen verwendet zu werden. Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails dieses weiteren Aspekts und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremstrommel und des Fahrzeugs verwiesen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines
Fahrzeugs mit einer Bremstrommel in einer bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 2: eine schematische Ansicht der in Figur 1 vorgesehenen bevorzugten
Ausführungsform der Bremstrommel;
Fig. 3a, b: eine schematische Seitenansicht und Draufsicht der in Figur 2 vorgesehenen bevorzugten Ausführungsform des Reibrings;
Fig. 4a, b: eine schematische Detailansicht in einer Seitenansicht und einer Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Ringaußenumfangsfläche des in Figur 2 dargestellten Reibrings; Fig. 5a, b: eine schematische Detailansicht in einer Seitenansicht und einer Draufsicht einerweiteren bevorzugten Ausführungsform einer Ringaußenumfangsfläche des in Figur 2 dargestellten Reibrings; und
Fig. 6: ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines
Verfahrens zur Herstellung einer zuvor dargestellten Bremstrommel 2 mit einem zuvor dargestellten Reibring 1 .
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Lastkraftfahrzeugs 3 mit einer Bremstrommel 2 einer Trommelbremse in einer bevorzugten Ausführungsform. Die Bremstrommel 2 ist drehend gegenüber dem Chassis des Fahrzeugs 3 gelagert. An der Bremstrommel ist das Rad des Fahrzeugs drehmomentfest befestigt, so dass beim Bremsen, die Drehbewegung des Rads samt der Bremstrommel gegenüber dem Chassis des Fahrzeugs 3 verzögert wird.
Figur 2 zeigt eine schematische, dreidimensionale Ansicht der in Figur 1 vorgesehenen Bremstrommel 2. Die Bremstrommel weist ein topfförmiges Trommelgehäuse 4 auf innerhalb dessen ein Reibring 1 angeordnet ist.
Das topfförmig ausgebildete Trommelgehäuse 4 besteht aus einem Leichtmetall und weist einen Ringabschnitt auf, der sich in Radialrichtung R zwischen einer innenliegenden Gehäuseinnenumfangsfläche 41 und einer im Vergleich dazu außenliegenden Gehäuseaußenumfangsfläche 42 erstreckt. In Axialrichtung A erstreckt sich das Trommelgehäuse 4 zwischen einer ersten und zweiten Gehäusestirnfläche 43, 44. Ferner weist das Trommelgehäuse 4 einen Flanschabschnitt 45 auf, der sich auf der Seite der ersten Gehäusestirnfläche 43 ausgehend von der Gehäuseaußenumfangsfläche 42 in Radialrichtung R nach innen tellerförmig erstreckt. Der Flanschabschnitt 45 weist fünf Durchgangsbohrungen mit Innengewinde auf, an denen ein Rad drehmomentfest angeschraubt werden kann. Selbstverständlich kann ein Flanschabschnitt beispielsweise auch vier oder 10 Durchgangsbohrungen aufweisen.
Der Reibring 1 ist als Schleudergussteil aus einem lamellaren Grauguss oder Sphäroguss ausgebildet und weist eine Ringaußenumfangsfläche 10 und eine Ringinnenumfangsfläche
11 auf, zwischen denen sich der Reibring 1 in der Radialrichtung R mit einer Reibringhöhe
12 erstreckt. Die Reibringhöhe 12 beträgt mindestens 5 mm und maximal 100 mm. Vorzugsweise weist die Ringinnenumfangsfläche 1 1 einen Ringinnendurchmesser 16 von mindestens 50 mm und maximal von 1000 mm auf. Die Ringaußenumfangsfläche 10 weist vorzugsweise einen Ringaußendurchmesser 17 von mindestens 55 mm und maximal von 1200 mm auf. Ferner weist der Reibring 1 eine erste und zweite Stirnfläche 13, 14 auf, zwischen denen sich der Reibring 1 in der Axialrichtung A, orthogonal zu der Radialrichtung R, mit einer Reibringbreite 15 erstreckt. Die Reibringbreite 15 beträgt vorliegend mindestens 10 mm und maximal 200 mm. Es ist zu verstehen, dass die geometrischen Abmaße des Reibrings je nach Anwendungsbereich, das heißt nach erforderlicher Bremsleistung, variieren können.
Die Figuren 3a und 3b zeigen eine schematische Seitenansicht und eine schematische Draufsicht der in Figur 2 vorgesehenen bevorzugten Ausführungsform des Reibrings.
Es ist vorgesehen, dass der Reibring innerhalb des Trommelgehäuses 4 angeordnet ist, so dass die Ringaußenumfangsfläche 10 des Reibrings 1 mit der Gehäuseinnenumfangsfläche 41 des Trommelgehäuses 4 drehmomentfest in Verbindung steht. Hierzu ist vorgesehen, dass die Ringaußenumfangsfläche 10 eine profilierte Oberfläche mit mehreren Erhebungen 20 aufweist, wobei die Erhebungen 20 sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche 10 entlang einer Erhebungsachse E von einem Erhebungsfuß 23 zu einem Erhebungskopf 24 mit einer Erhebungshöhe 21 erstrecken. Vorliegend weisen die Erhebungen 20 eine Erhebungshöhe 21 von mindestens 0 mm und maximal 2 mm auf. Ferner ist vorgesehen, dass die auf der Ringaußenumfangsfläche 10 benachbart angeordneten Erhebungen 20 in Bezug zu den Erhebungsköpfen 24 der benachbart angeordneten Erhebungen 20 mit einem Abstand 22 von mindestens 0,1 mm und maximal 1 ,5 mm beabstandet zueinander angeordnet sind. Es ist vorgesehen, dass die Ringaußenumfangsfläche 10 mindestens zehn Erhebungen je 1 cm2 und maximal siebzig Erhebungen je 1 cm2 aufweist.
Dies bewirkt einerseits eine besonders drehmomentfeste Verbindung des Reibrings 1 mit dem Trommelgehäuse 4 und andererseits eine hervorragende Wärmeleitung von der Ringinnenumfangsfläche 11 , an der die Bremsbacken der Trommelbremse zum Bremsen des Fahrzeugs 3 anliegen, zu der Gehäuseaußenumfangsfläche 42 des Trommelgehäuses 4.
Die Figuren 4a und 4b sowie die Figuren 5a und 5b zeigen eine schematische Detailansicht in einer Seitenansicht und einer Draufsicht von zwei bevorzugten Ausführungsformen der Ringaußenumfangsfläche 10 des in den Figuren 3a und 3b schematisch dargestellten Reibrings 1. In beiden bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Erhebungen eine Querschnittsfläche aufweisen, die entlang der Erhebungsachse E ausgehend von dem Erhebungsfuß 23 in Richtung des Erhebungskopfes 24 abnimmt. Es ist vorgesehen, dass die Erhebungen am Erhebungsfuß 23 eine Fußbreite 25 von mindestens 0,1 mm und maximal 3 mm aufweisen; am Erhebungskopf 24 ist vorgesehen, dass die Erhebungen eine Kopfbreite 26 von mindestens 0 mm und maximal 3 mm aufweisen, wobei vorliegend die Fußbreite 25 einer Erhebung größer ist als dessen Kopfbreite 26.
Es ist zu verstehen, dass die Querschnittsform der Erhebungen entlang der Erhebungsachse E ausgehend von dem Erhebungsfuß 23 in Richtung des Erhebungskopfes vorzugsweise variiert. Insbesondere kann bevorzugt sein, dass die Erhebungen konkave und konvexe Formen aufweisen, besonders bevorzugt eine runde Querschnittsfläche aufweisen können, wie dies schematisch in den Figuren 5a und 5b dargestellt ist. Ferner kann bevorzugt sein, dass die Querschnittsfläche polygonal ausgebildet ist, wie dies in den Figuren 4a und 4b dargestellt ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Erhebungen eine Hinterschneidung aufweisen. Unabhängig von der Ausführungsform ist zu erkennen, dass die Erhebungen in Umfangsrichtung sowie auch in Axialrichtung verteilt angeordnet sind, wobei eine ungleichmäßige Verteilung der Erhebungen bevorzugt ist. Vorzugsweise sind alle Erhebungen voneinander verschieden ausgebildet.
Entgegen der Ringaußenumfangsfläche 10 weisen die erste und zweite Stirnfläche 13, 14 sowie die Ringinnenumfangsfläche 11 eine ebene Oberfläche auf, die drehend und/oder fräsend mechanisch bearbeitet wurde. Insofern weisen die erste und zweite Stirnfläche 13, 14 sowie die Ringinnenumfangsfläche 11 einen für die mechanische Bearbeitung üblichen mittleren Rauheitswert auf.
Figur 6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens 1000 zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Bremstrommel 2 mit einem zuvor beschriebenen Reibring 1 . Das Verfahren 1000 sieht zunächst ein Bereitstellen 1010 einer Schleudergießmaschine mit einer Kokillenform zum Schleudergießen vor. Es folgt ein Aufbringen 1020 mindestens einer Schlichteschicht auf einer Innenseite der Kokillenform als weiteren Schritt. Daran schließt sich ein Zuführen 1030 einer Schleudergussmasse, besonderes bevorzugt als geschmolzenen lamellaren Grauguss oder Sphäroguss, in die mit mindestens einer Schlichteschicht beschichtete Kokillenform an. In Abhängigkeit der mindestens einen Schlichteschicht entstehen die Erhebungen auf der Ringaußenumfangsfläche des Reibrings 1. Daraufhin folgt ein Schleudergießen 1040 der zugeführten Schleudermasse. Im Anschluss daran wird die schleudergegossene Schleudermasse zu einem rohrförmigen Gussrohling abgekühlt 1050. Nachdem der Gussrohling abgekühlt ist, ist in dieser bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der abgekühlte Gussrohling abgestrahlt wird 1060 und danach die erste und zweite Stirnfläche 13, 14 sowie die Ringinnenumfangsfläche 11 durch mechanisches Bearbeiten 1070, nämlich durch Absägen und Abdrehen, bearbeitet wird.
Zur Herstellung der Bremstrommel wird anschließend ein gemäß diesem Verfahren hergestellter Reibring 1 bereitgestellt 1080 und ein Trommelgehäuse 4 um den bereitgestellten Reibring 1 gegossen 1090. Hierbei entsteht die Verbindung zwischen der Gehäuseinnenumfangsfläche und den Erhebungen der Ringaußenumfangsfläche, um u.a. das Bremsmoment zu übertragen sowie die thermische Energie nach außen zu dem
Trommelgehäuse abzuleiten. Anschließend erfolgt eine Nachbearbeitung 1100 der Ringinnenumfangsfläche 11 des eingegossenen Reibrings 1 , um eine optimale Bremswirkung mit dem Reibring zu erzielen.
Bezuqszeichenliste
1 Reibring
2 Bremstrommel
3 Fahrzeug
4 Trommelgehäuse
10 Ringaußenumfangsfläche
11 Ringinnenumfangsfläche
12 Reibringhöhe
13 erste Stirnfläche
14 zweite Stirnfläche
15 Reibringbreite
16 Ringinnendurchmesser
17 Ringaußendurchmesser
20 Erhebungen
21 Erhebungshöhe
22 Abstand
23 Erhebungsfuß
24 Erhebungskopf
25 Fußbreite
26 Kopfbreite
41 Gehäuseinnenumfangsfläche
42 Gehäuseaußenumfangsfläche
43 erste Gehäusestirnfläche
44 zweite Gehäusestirnfläche
45 Flanschabschnitt
A Axialrichtung
E Erhebungsachse
R Radialrichtung
U Umfangsrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Reibring (1) für eine Bremstrommel (2) einer Trommelbremse eines Fahrzeugs (3), der Reibring (1) aufweisend:
- eine Ringaußenumfangsfläche (10) und eine Ringinnenumfangsfläche (11) zwischen denen sich der Reibring (1) in einer Radialrichtung (R) mit einer Reibringhöhe (12) erstreckt, und
- eine erste und zweite Stirnfläche (13, 14) zwischen denen sich der Reibring (1) in einer Axialrichtung (A), orthogonal zu der Radialrichtung (R), mit einer Reibringbreite (15) erstreckt, wobei
- die Ringaußenumfangsfläche (10) eine profilierte Oberfläche mit mehreren Erhebungen (20) aufweist, wobei die Erhebungen (20) sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche (10) entlang einer Erhebungsachse (E) von einem Erhebungsfuß (23) zu einem Erhebungskopf (24) mit einer Erhebungshöhe (21) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass
- auf der Ringaußenumfangsfläche (10) benachbart angeordnete Erhebungen (20) in Bezug zu den Erhebungsköpfen (24) der benachbart angeordneten Erhebungen (20) mit einem Abstand (22) von mindestens 0,1 mm und maximal 1 ,5 mm beabstandet zueinander angeordnet sind.
2. Reibring (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 1 , wobei der Reibring (1) als einstückiges Schleudergussteil ausgebildet ist.
3. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei die Erhebungen (20) eine Erhebungshöhe (21) von mindestens 0 mm und/oder maximal 2 mm aufweisen.
4. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ringaußenumfangsfläche (10) mindestens 10 Erhebungen je 1 cm2 und/oder maximal 70 Erhebungen je 1 cm2 aufweist. 5. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erhebungen auf der Ringaußenumfangsfläche (10) homogen sind.
6. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erhebungen (20) eine Querschnittsfläche aufweisen, wobei
- die Querschnittsfläche entlang der Erhebungsachse (E) ausgehend von dem Erhebungsfuß (23) in Richtung des Erhebungskopfes (24) variiert, insbesondere abnimmt und/oder zunimmt, und/oder
- die Erhebungen (20) einen ersten Abschnitt aufweisen oder mehrere erste Abschnitte aufweisen, in denen die Querschnittsfläche entlang der Erhebungsachse (E) in Richtung des Erhebungskopfes (24) abnimmt und/oder einen zweiten Abschnitt aufweisen oder mehrere zweite Abschnitte aufweisen, in denen die Querschnittsfläche entlang der Erhebungsachse (E) in Richtung des Erhebungskopfes (24) zunimmt, und/oder
- die Querschnittsfläche als Freiformfläche ausgebildet ist, und/oder
- die Erhebung am Erhebungsfuß (23) eine Fußbreite (25) von mindestens 0,1 mm und/oder maximal 3 mm aufweist, und/oder
- die Erhebung am Erhebungskopf (24) eine Kopfbreite (26) von mindestens 0 mm und/oder maximal 3 mm aufweist, wobei
- vorzugsweise die Fußbreite (25) einer Erhebung größer ist als die Kopfbreite (26) der Erhebung oder die Fußbreite (25) einer Erhebung der Kopfbreite (26) der Erhebung entspricht.
7. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die Erhebungen (20) eine Querschnittsform aufweisen, wobei
- die Querschnittsform entlang der Erhebungsachse (E) ausgehend von dem Erhebungsfuß (23) in Richtung des Erhebungskopfes (24) variiert, und/oder
- die Querschnittsform rund, insbesondere konkav und/oder konvex, und/oder polygonal, insbesondere mehreckig, ausgebildet ist, und/oder
- die Querschnittsform als unregelmäßige Form, insbesondere als Freiform, ausgebildet ist, und/oder
- eine der Erhebungen (20) oder mehrere der Erhebungen (20) eine Hinterschneidung oder mehrere Hinterschneidungen aufweisen, und/oder
- eine der Erhebungen (20) oder mehrere der Erhebungen (20) keine Hinterschneidung aufweisen.
8. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens zwei Erhebungen, vorzugsweise alle Erhebungen, voneinander verschieden sind.
9. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die Erhebungen (20) in einer Umfangsrichtung (U) verteilt, insbesondere ungleichmäßig verteilt, angeordnet sind.
10. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste und/oder zweite Stirnfläche (13, 14) und/oder die Ringinnenumfangsfläche (11) eine ebene Oberfläche aufweisen, wobei eine ebene Oberfläche insbesondere eine mechanisch bearbeitete Oberfläche, beispielsweise eine drehend und/oder fräsend bearbeitete Oberfläche, ist.
11. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, wobei der Reibring (1) aus Grauguss, insbesondere aus einem lamellaren Grauguss oder Sphäroguss, besteht. 12. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 , wobei
- die Ringinnenumfangsfläche (11) einen Ringinnendurchmesser (16) von mindestens 50 mm, vorzugsweise von mindestens 150 mm, insbesondere bevorzugt von 180 mm, und/oder maximal von 1000 mm, vorzugsweise maximal von 300 mm, insbesondere bevorzugt maximal von 240 mm, aufweist und/oder
- die Ringaußenumfangsfläche (10) einen Ringaußendurchmesser (17) von mindestens 55 mm, vorzugsweise von mindestens 160 mm, insbesondere bevorzugt von mindestens 200 mm, und/oder maximal von 1200 mm, vorzugsweise maximal von 400 mm, insbesondere bevorzugt maximal von 300 mm, aufweist.
13. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei die Reibringbreite (15) mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 30 mm, insbesondere bevorzugt mindestens 50 mm, und/oder maximal 200 mm, vorzugsweise maximal 100 mm, insbesondere bevorzugt maximal 80 mm, beträgt.
14. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, wobei die Reibringhöhe (12) mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 10 mm, insbesondere bevorzugt mindestens 15 mm, und/oder maximal 100 mm, vorzugsweise maximal 50 mm, insbesondere bevorzugt maximal 45 mm, beträgt.
15. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, wobei ein Härtegrad ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche (10) zu der Ringinnenumfangsfläche (1 1) in der Radialrichtung (R) abnimmt.
16. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, wobei der Reibring einen ringförmigen Innenumfangsbereich aufweist, der sich ausgehend von der Ringinnenumfangsfläche (11) in Richtung der Ringaußenumfangsfläche (10) erstreckt, und einen ringförmigen Außenumfangsbereich aufweist, der sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche (10) in Richtung der Ringinnenumfangsfläche (11) erstreckt, und einen ringförmigen Mittenumfangsbereich aufweist, der sich zwischen dem ringförmigen Innenumfangsbereich und dem ringförmigen Außenumfangsbereich erstreckt, wobei der Härtegrad im ringförmigen Mittenumfangsbereich geringer ist als in dem ringförmigen Innenumfangsbereich und/oder dem ringförmigen
Außenumfangsbereich. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, wobei der Härtegrad zwischen 100 Härte Brinell Wolframkarbid und 250 Härte Brinell Wolframkarbid, insbesondere zwischen 150 Härte Brinell Wolframkarbid und 225 Härte Brinell Wolframkarbid, liegt. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 17, aufweisend ein Gefüge umfassend Perlit, insbesondere lamellaren Perlit, Steadit und Ferrit als Gefügebestandteile. Reibring (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18, wobei
- der Gefügebestandteil Perlit zwischen 70 % und 100 %, insbesondere zwischen 80 % und 95 %, besonders bevorzugt zwischen 90 % und 95 %, liegt, und/oder
- der Gefügebestandteil Steadit zwischen 0 % und 20 %, insbesondere zwischen 5 % und 15 %, besonders bevorzugt zwischen 5 % und 10 %, liegt, und/oder
- der Gefügebestandteil Ferrit zwischen 0 % und 30 %, insbesondere zwischen 0 % und 5 %, besonders bevorzugt zwischen 0 % und 1 %, liegt. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19, wobei der Gefügebestandteil Ferrit ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche (10) zu der Ringinnenumfangsfläche (1 1) in der Radialrichtung (R) abnimmt und/oder der Gefügebestandteil Ferrit überwiegend angrenzend zu der Ringaußenumfangsfläche (10) vorgesehen ist. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, wobei
- die von der Ringaußenumfangsfläche und der ersten Stirnfläche gebildete Kante als Fase oder Rundung ausgebildet ist, und/oder die von der Ringaußenumfangsfläche und der zweiten Stirnfläche gebildete Kante als Fase oder Rundung ausgebildet ist.
22. Reibring (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 21 , wobei
- die Fase einen Winkel in einem Bereich zwischen 0 ° und 45 ° aufweist und/oder eine Breite zwischen 0,1 mm und 5 mm aufweist; und/oder
- die Rundung einen Radius zwischen 0,5 mm und 5 mm aufweist.
23. Bremstrommel (2) für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs (3), die Bremstrommel (2) aufweisend einen Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 22.
24. Bremstrommel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch 23, die Bremstrommel (2) aufweisend ein Trommelgehäuse (4), mit dem der Reibring (1) verbunden, insbesondere formschlüssig verbunden, ist, wobei die Verbindung zwischen dem Reibring (1) und dem Trommelgehäuse (4) zur Übertragung von Drehmomenten drehmomentfest ausgebildet ist und/oder zur Übertragung von Axialkräften ausgebildet ist.
25. Bremstrommel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 oder 24, wobei das Trommelgehäuse (4) aus einem Werkstoff besteht, der von dem Werkstoff, aus dem der Reibring (1) besteht, verschieden ist, wobei vorzugsweise das Trommelgehäuse (4) aus einem Leichtmetall besteht.
26. Verwendung eines Reibrings (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 22 und/oder einer Bremstrommel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 25 für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs (3), wobei das Fahrzeug (3) insbesondere ein Personenkraftfahrzeug und/oder ein Nutzkraftfahrzeug und/oder ein Zweirad ist.
27. Fahrzeug (3), aufweisend einen Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 22 und/oder eine Bremstrommel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 25. Verfahren zur Herstellung eines Reibrings (1), insbesondere eines Reibrings (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 22, für eine Bremstrommel (2) einer Trommelbremse eines Fahrzeugs (3), der Reibring aufweisend:
- eine Ringaußenumfangsfläche (10) und eine Ringinnenumfangsfläche (11) zwischen denen sich der Reibring (1) in einer Radialrichtung (R) mit einer Reibringhöhe (12) erstreckt, und
- eine erste und zweite Stirnfläche (13, 14) zwischen denen sich der Reibring (1) in einer Axialrichtung (A), orthogonal zu der Radialrichtung (R), mit einer Reibringbreite (15) erstreckt, wobei
- die Ringaußenumfangsfläche (10) eine profilierte Oberfläche mit mehreren Erhebungen (20) aufweist, wobei die Erhebungen (20) sich ausgehend von der Ringaußenumfangsfläche (10) entlang einer Erhebungsachse (E) von einem Erhebungsfuß (23) zu einem Erhebungskopf (24) erstrecken, und das Verfahren gekennzeichnet durch die Schritte:
- Bereitstellen einer Schleudergießmaschine mit einer Kokillenform zum Schleudergießen,
- Aufbringen mindestens einer Schlichteschicht auf einer Innenseite der Kokillenform,
- Zuführen einer Schleudergussmasse, insbesondere als geschmolzenen Grauguss, besonderes bevorzugt als geschmolzenen lamellaren Grauguss oder Sphäroguss, in die mit mindestens einer Schlichteschicht beschichtete Kokillenform,
- Schleudergießen der zugeführten Schleudermasse, und
- Abkühlen der schleudergegossenen Schleudermasse zu einem rohrförmigen Gussrohling. 29. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 28, umfassend die Schritte:
- Abstrahlen des abgekühlten rohrförmigen Gussrohlings, und/oder
- Mechanisches Bearbeiten, insbesondere Abdrehen, einer ersten und/oder zweiten Stirnfläche (13, 14) und/oder einer Ringinnenumfangsfläche (11) des Gussrohlings und/oder Reibringrohlings, wobei das mechanische Bearbeiten insbesondere Absägen eines Reibringrohlings von dem rohrförmigen Gussrohling umfasst.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 oder 29, wobei der Schritt des Schleudergießens mit einer Drehzahl in einem Bereich zwischen 400 Umdrehungen pro Minute und 1.500 Umdrehungen pro Minute über eine Schleuderzeit in einem Bereich zwischen 80 Sekunden und 360 Sekunden erfolgt.
31 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 30, wobei der Schritt des Abkühlens über eine Kühlzeit in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 180 Sekunden erfolgt.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 31 , wobei der Schritt des Aufbringens der mindestens einen Schlichteschicht auf der Innenseite der Kokillenform umfasst:
- Aufbringen einer ersten Schlichteschicht mit einer Drehzahl in einem Bereich zwischen 400 Umdrehungen pro Minute und 1.800 Umdrehungen pro Minute über eine erste Aufbringzeit in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 50 Sekunden, und/oder
- Aufbringen einer von der ersten Schlichteschicht verschiedenen zweiten Schlichteschicht mit einer Drehzahl in einem Bereich zwischen 400 Umdrehungen pro Minute und 1.800 Umdrehungen pro Minute über eine zweite Aufbringzeit in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 50 Sekunden.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 32, wobei die zuzuführende Schleudergussmasse in einem Ofen auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 1350 °C und 1490 °C und/oder in einer Pfanne auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 1350 °C und 1490 °C erhitzt wurde.
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