WO2023166142A1 - Friction ring for a brake disc of a disc brake of a vehicle, and method for producing a friction ring for a brake disc of a disc brake of a vehicle - Google Patents

Friction ring for a brake disc of a disc brake of a vehicle, and method for producing a friction ring for a brake disc of a disc brake of a vehicle Download PDF

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WO2023166142A1
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WO
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ring
friction ring
brake
section
friction
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PCT/EP2023/055365
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Bernhard Träger
Torsten Langer
Oliver ALTMANN
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Bergmann Automotive GmbH
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/04Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of shallow solid or hollow bodies, e.g. wheels or rings, in moulds rotating around their axis of symmetry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/125Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/134Connection
    • F16D2065/1344Connection permanent, e.g. by casting

Definitions

  • the invention relates to a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a brake disc for a disc brake of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a disc brake for a vehicle and a vehicle. Furthermore, the invention relates to the use of a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle. Finally, the invention relates to a method for producing a friction ring for a brake disk of a disk 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-bound vehicle, an airplane, a gondola or the like.
  • the disc brake belongs to the type of friction brakes.
  • the disc brake has a brake disc.
  • the brake disk includes a friction ring which is connected to a flange in a torque-proof manner.
  • the friction ring is fastened to a hub, for example a wheel hub, which is designed for fastening a wheel or a rim, via the flange.
  • the disc brake includes a opposite Friction ring fixed brake caliper, which partially encloses the brake disc, in particular the friction ring.
  • the brake caliper is usually permanently connected to a chassis of the vehicle.
  • a brake pad and brake linings are usually arranged within the brake caliper.
  • the brake linings are in contact with the brake disc or the friction ring of the brake disc, so that a vehicle is braked. If the disc brake is not actuated, the brake pads are not in contact with the disc brake or the friction ring.
  • a disc 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 disc brake to have an efficient braking effect.
  • the suitability of the disc brake to dissipate the thermal energy on convection elements by means of thermal radiation to the environment essentially depends on the mass of the disc brake, the material properties and the component geometry.
  • friction rings and brake disks by casting methods such as sand casting methods in single casting in the 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 friction ring or brake disc.
  • the core shooting process requires the use of substances that are harmful to health and the environment.
  • friction rings or brake discs produced using the sand casting process must then be subjected to a complex cleaning and blasting process before they can be machined.
  • friction rings or brake discs produced in this way generally have non-uniform mechanical properties and material properties in the radial direction.
  • the hardness and microstructure of friction rings manufactured using the sand casting process are uneven in the radial direction and cannot be specifically adjusted in order to ensure uniform wear over the service life of a disc 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.
  • normalization annealing is sometimes required to eliminate process-related stresses to dismantle This is particularly necessary with ventilated disc brakes in order to relieve structural weaknesses at the transitions between webs and friction cross sections. This is not only time-consuming, but also requires energy resources and also pollutes the environment.
  • a friction ring for a brake disc of a vehicle disc brake a brake disc for a vehicle disc brake, a vehicle, a use of a friction ring for a brake disc of a vehicle disc brake, a method for producing a friction ring for a To provide a brake disc for a disc brake of a vehicle and a method for producing a brake disc for a disc brake of a vehicle that eliminates or reduces one or more of the aforementioned disadvantages.
  • the object of claim 1 is solved by a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle.
  • the friction ring according to the invention is designed to be connected torque-proof to a flange unit for operation in the disc brake.
  • the friction ring and the flange unit connected to it together form the brake disc of the disc brake.
  • the brake disk is usually fastened in a torque-proof manner to a hub, in particular a wheel hub, of a vehicle.
  • the friction ring is designed to be in engagement with brake pads for braking a vehicle.
  • the friction ring is therefore to be designed to be 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 brake caliper When the brake disc is in operation, it is partially surrounded by a fixed brake caliper.
  • the brake caliper includes a brake pad and brake pads. If the brake pad is actuated, usually hydraulically actuated, the brake pads are pressed against the friction ring in an axial direction. As a result, the rotating brake disc is slowed down in relation to the fixed brake caliper.
  • the friction ring in the operating state the friction ring is fastened in a torque-proof manner to a hub, in particular a wheel hub, by means of a flange unit.
  • the friction ring rotates with the hub about an axis of rotation when the disc brake is not actuated.
  • the friction ring in the operating state, is preferably arranged essentially coaxially to the axis of rotation.
  • the friction ring has a first ring section and a second ring section.
  • the first ring section has a first braking surface on the face side.
  • the second ring section has a second braking surface on the face side.
  • the first and second ring portions are spaced apart in an axial direction.
  • the first and second braking surfaces are arranged spaced apart from one another in the axial direction.
  • the first and second braking surfaces are oriented such that the first and second braking surfaces extend substantially orthogonal to the axial direction.
  • the first and second braking surfaces are arranged such that they face away from each other. As a result, the brake pads of the disc brake can come into contact with the first and second braking surface in the operating state.
  • the friction ring extends in the axial direction between the first braking surface and the second braking surface.
  • the first and second ring sections are ring-shaped. It is to be understood in particular that the first and second ring sections, starting from the first and second braking surfaces, correspond to a partial extension of the friction ring in the axial direction. In particular, the ring-shaped first and second ring sections form a closed ring in the circumferential direction.
  • the friction ring according to the invention has a ring connection section which connects the first ring section to the second ring section.
  • the ring connecting portion integrally forms the friction ring together with the first and second ring portions.
  • the first and second ring sections and the ring connecting section each extend in the axial direction with a section width. It may be preferred that the section widths of the first ring section and/or the second ring section and/or the ring connection section are the same. In particular, it can be preferred that the section width of the ring connection section differs from the section width of the first and second ring section, the section width of the first and second ring section preferably being the same.
  • the first and/or second ring section preferably has a section width of at least 1 mm and at most 20 mm. Furthermore, it is preferable that the ring connection section has a section width of at least 0 mm and at most 15 mm. It is particularly preferred that the brake disk has a width of at least 2 mm and at most 50 mm.
  • the friction ring preferably has an annular disk inner peripheral surface and an annular disk outer peripheral surface.
  • the annular disk inner peripheral surface and/or the annular disk outer peripheral surface extends essentially orthogonally to the first and/or second braking surface.
  • the friction ring extends in a radial direction, orthogonal to the axial direction, between the inner circumferential surface of the annular disk in the radial direction and the outer circumferential surface of the annular disk lying outside in the radial direction compared to the inner peripheral surface of the annular disk with a ring height.
  • the annular disk inner peripheral surface has an inner diameter and the annular disk inner peripheral surface has an outer diameter that is larger than the inner diameter.
  • first and/or second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk inner peripheral surface whose inner diameters are identical. Furthermore, it can be preferred that the first and/or the second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk inner peripheral surface whose inner diameters are different. In particular, it can be preferred that the first and/or second ring section each have an inner peripheral surface of the annular disk with identical inner diameters and the ring connecting section has an inner peripheral surface of the annular disk with an inner diameter that differs from the inner diameter of the inner peripheral surface of the annular disk of the first and second ring sections. In particular, it is preferred that the inner diameter of the inner peripheral surface of the ring disk of the ring connecting section is larger than the inner diameter of the inner peripheral surface of the annular disk of the first and/or second ring section.
  • first and/or the second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk outer peripheral surface whose outside diameters are identical. Furthermore, it can be preferred that the first and/or second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk outer peripheral surface whose outer diameters are different. In particular, it can be preferred that the first and/or the second ring section each have a ring disk outer peripheral surface with an identical outer diameter and the ring connecting portion has an annular disk outer peripheral surface with an outer diameter which is different from the outer diameter of the annular disk outer peripheral surface of the first and second ring sections. In particular, it is preferred that the outside diameter of the annular disk outer peripheral surface of the ring connecting section is smaller than the outside diameter of the annular disk outer peripheral surface of the first and/or second ring section.
  • the outer diameter of the annular disk outer peripheral surface is larger than the inner diameter of the annular disk inner peripheral surface.
  • the friction ring according to the invention is designed as a one-piece centrifugally cast part.
  • the friction ring designed as a one-piece centrifugally cast part is in particular a friction ring that is produced in a centrifugal casting process.
  • a molten centrifugally cast mass can be fed to a permanent mold in a preferred manner according to the method described below.
  • the friction ring designed as a one-piece centrifugally cast part can be produced by cutting to length a tubular and/or cylindrical centrifugally cast blank produced using the centrifugally cast method.
  • the friction ring designed as a one-piece centrifugally cast part is not to be understood as meaning a friction ring produced by welding the ring sections to the ring connecting section or a similar product.
  • the friction ring according to the invention has the advantage that, depending on the tempering of the mold and the speed in the radial direction of the friction ring, a desired microstructure and hardness profile can be set in a targeted manner.
  • this has the advantage that the friction ring has a uniform material density in the radial direction and in the circumferential direction and therefore has no imbalances.
  • the molds with which the friction ring is produced can be temperature-controlled in a targeted manner so that normalization annealing is no longer necessary.
  • the time-consuming post-processing steps of cleaning and blasting are preferably eliminated.
  • a friction ring produced as a centrifugally cast part has the advantage that comparatively light slags, pores, inclusions, etc. during the liquid phase by the acting centrifugal forces, which push the heavier cast iron to the outer diameter, are transported inwards in the radial direction and are deposited on the inner diameter or in the inner machining allowance of a cast blank of the friction ring.
  • a friction ring produced by means of 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.
  • hardness and structure can be adjusted by a controlled cooling process depending on customer requirements.
  • a centrifugally cast friction ring already has a high balance quality, which is additionally increased by the subsequent mechanical processing. By specifically adjusting the hardness and structure, the best possible wear parallelism can be guaranteed over the entire service life of the disc brake.
  • the first braking surface and the second braking surface are produced using the centrifugal casting method.
  • the first braking surface and the second braking surface are produced by turning and/or milling.
  • the ring connecting section extends between a connecting ring inner peripheral surface lying on the inside in a radial direction and an outer connecting ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction, and has a plurality of through bores which extend from the connecting ring inner peripheral surface to the connecting ring outer peripheral surface.
  • the through-holes serve in particular to cool the friction ring during braking. It can therefore be understood that the through-holes increase the surface area of the friction ring in order to better dissipate the heat induced during braking.
  • the through bores have the particular effect that the required braking power of the friction rings is maintained during braking or that the disc brake with such a friction ring does not fail during braking.
  • the through bores can be made in the ring connecting section in a simple manner by machining, in particular by drilling.
  • a friction ring produced in this way has the particular advantage that no sand cores have to be produced for its production, as is the case, for example, in the sand casting process in order to produce these desired through-holes. Furthermore, this procedure has the advantage that the friction ring according to the invention cools down evenly and the need for stress-relief annealing is therefore eliminated, but at least it is less pronounced.
  • the friction ring in this preferred embodiment has the advantage that through-holes can be made in the friction rings exclusively depending on the function, without the cooling behavior or the stresses induced by the cooling of a friction ring produced with sand cores in the sand casting process having to be taken into account in the design of the friction ring.
  • through-holes can thus be introduced into the friction ring independently of the preceding centrifugal casting step.
  • the through-holes can be provided in the friction ring with a significantly higher accuracy than was previously the case with friction rings due to the friction ring in this preferred embodiment.
  • the through bores extend essentially in the radial direction.
  • the through bores have a circular cross section.
  • the through bores are of cylindrical design.
  • a friction ring designed in this way has the particular advantage that it can be produced easily, quickly and inexpensively using conventional tools, for example drills.
  • it can also be preferred to design the through bores in such a way that they have a square cross section, for example.
  • a square cross-section can be created, for example, by broaching.
  • the through bores have a bore wall whose surface has an average roughness value Ra of at most 50 ⁇ m, 25 ⁇ m, 12.5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 7.5 ⁇ m, 5 ⁇ m, 2 5 pm or 1 pm.
  • a friction ring designed in this way has the advantage that the average surface roughness of the bore wall of the through bores is lower compared to the conventionally produced friction rings. This improves the flow behavior of the air located in the through bores for cooling the friction ring.
  • a friction ring according to this preferred embodiment can therefore enable significantly improved heat dissipation, although the surface of the friction ring relevant for cooling can be smaller in this preferred embodiment compared to friction rings produced with sand cores in the sand casting process.
  • the adjacently arranged through-holes are arranged at a distance from one another in a circumferential direction, the distance between the adjacently arranged through-holes being constant or different.
  • a friction ring with through bores arranged equidistantly spaced apart in the circumferential direction can be produced comparatively inexpensively.
  • a friction ring with through bores arranged equidistantly spaced apart in the circumferential direction enables a targeted setting of a desired cooling profile of the friction ring.
  • the through bores are arranged equidistantly spaced in the circumferential direction and/or the through bores are arranged in one row or in multiple rows.
  • the friction ring depending on the required Cooling performance cost-effectively have a row or rows of through holes.
  • the rows are arranged at a distance from one another in the axial direction.
  • the through-holes of the respective rows are offset from one another in the circumferential direction.
  • the through bores in the case of several rows are arranged offset relative to one another only in the axial direction, that is to say are arranged essentially parallel to one another.
  • the through bores have a bore diameter and the distance between through bores arranged adjacent in the circumferential direction corresponds at least to the bore diameter.
  • the ring connecting section has a ring width in the axial direction that is larger than the bore diameter or smaller than the bore diameter or corresponds to the bore diameter.
  • the ring connecting section between adjacently arranged through bores is in each case designed as a connecting web which connects the first and second ring sections to one another.
  • the friction ring it is provided that several perforation bores extend between the first and second braking surface.
  • the perforation holes on the surface have average roughness values of at most 50 ⁇ m, 25 ⁇ m, 12.5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 7.5 ⁇ m, 5 ⁇ m, 2.5 ⁇ m or 1 ⁇ m.
  • the perforation bores extend between the first braking surface and the second braking surface, preferably essentially in the axial direction, and/or have a circular cross-section, and/or are cylindrical, and/or such are arranged such that they extend through the connecting webs of the ring connecting section, and/or are arranged in such a way that they pass through the through bores of the ring connecting section extend, and / or are arranged spaced apart in the circumferential direction at least at a distance that is greater than the bore diameter.
  • the friction ring consists of gray cast iron, in particular of a lamellar gray cast iron or nodular cast iron.
  • the first ring section and/or the second ring section extends between an inner circumferential surface of the annular disk, which is on the inside in the radial direction, and an outer circumferential surface of the annular disk, which is on the outside in the radial direction amounts.
  • the ring connecting section extends between the connecting ring inner peripheral surface and the connecting ring outer peripheral surface in the radial direction with a connecting ring height, the connecting ring height preferably being at least 5 mm and a maximum of 300 mm, with the connecting ring height preferably being smaller than that washer height.
  • a degree of hardness decreases in the radial direction or is constant, starting from an outer ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction to an inner ring peripheral surface lying on the inside in relation to the ring outer peripheral surface in the radial direction.
  • 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% higher than with previously known friction rings.
  • the development of fine dust is minimized.
  • Structural component perlite between 70% and 100%, in particular between 80% and 95% %, particularly preferably between 90% and 95%, and/or the steadite structural component 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%, in particular between 0% and 5%, particularly preferably between 0% and 1%.
  • a friction ring that has a structure with structural components in the range mentioned enables high, reliable and long-lasting braking performance.
  • the structural component ferrite decreases in the radial direction starting from an outer ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction to an inner ring peripheral surface lying on the inside in relation to the ring outer peripheral surface in the radial direction and/or the structural component ferrite is provided predominantly adjacent to the ring outer peripheral surface .
  • the object is achieved by a brake disc for a disc brake of a vehicle according to claim 19.
  • the brake disc has a flange unit, which is designed for attachment to a hub, in particular a wheel hub, and a previously described friction ring, which is connected torque-proof to the flange unit, the flange unit preferably consisting of a light metal, in particular aluminum, or this essentially includes.
  • the object is achieved by a disc brake for a vehicle according to claim 20.
  • the disc brake has a previously described friction ring and/or a previously described brake disc. Furthermore, the disc brake has a brake caliper, which is arranged on the friction ring and/or the brake disc, with brake pads which are designed to delay a rotational movement of the friction ring and/or the brake disc relative to a chassis.
  • a brake caliper which is arranged on the friction ring and/or the brake disc, with brake pads which are designed to delay a rotational movement of the friction ring and/or the brake disc relative to a chassis.
  • the object is achieved by a vehicle according to claim 21.
  • the vehicle has a friction ring as described above and/or a brake disc as described above and/or a disc brake as described above.
  • the object of claim 22 is achieved by using a previously described friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle, the vehicle being in particular a passenger vehicle and/or a commercial vehicle and/or a two-wheeler.
  • the object of claim 23 is achieved by a method for producing a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle.
  • the object of claim 23 is achieved by a method for producing a previously described friction ring for a brake disc of a disc brake of a vehicle.
  • the friction ring has a first ring section with a first braking surface formed on the front side and a second ring section arranged at a distance from the first ring section in an axial direction with a second braking surface formed on the front side.
  • the friction ring has a ring connection section which connects the first ring section to the second ring section.
  • the present friction ring has features of the friction ring described above.
  • the procedure for solving the task comprises several steps:
  • the method includes providing a centrifugal casting machine with a chill mold for centrifugal casting, the chill mold being in particular cylindrical, preferably tubular. Furthermore, the method includes the step of applying a sizing to an inside of the chill mold. Furthermore, it is provided that the method involves feeding a molten centrifugal casting mass, which is in particular a molten gray cast iron, particularly preferably a molten lamellar gray cast iron, into the chill mold coated with the wash. This is followed by centrifugal casting of the supplied centrifugal mass. The centrifugally cast centrifugal mass is then cooled, so that it solidifies to form a tubular cast blank.
  • a molten centrifugal casting mass which is in particular a molten gray cast iron, particularly preferably a molten lamellar gray cast iron
  • the cooled tubular cast blank is then sandblasted and the brake disc is produced with the first ring section with the first braking surface arranged on the front side and the second ring section with the second braking surface arranged on the front side by mechanical processing, in particular by turning or milling.
  • 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 step of producing the brake disk includes sawing off a brake disk blank from the cooled cast blank.
  • the method comprises the following steps:
  • 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 1000 seconds and 3000 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 the sizing layer on the inside of the chill mold comprises: Application of the size layer at a speed in a range between 400 revolutions per minute and 1,800 revolutions per minute over a first application time in a range between 10 seconds and 50 seconds.
  • 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.
  • Fig. 1 a schematic side view of an exemplary embodiment of a
  • Fig. 2 a schematic view of a preferred embodiment of a
  • FIG. 3 a schematic top view of the preferred ones provided in FIG.
  • FIG. 4 a schematic side view of the preferred ones provided in FIG.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of the friction ring shown schematically in a side view in FIG. 4;
  • Fig. 6 a schematic block diagram of a preferred embodiment of a
  • Figure 1 is a schematic side view of an exemplary embodiment of a truck 3 with a disc brake 2 in a preferred embodiment.
  • the disk brake 2 has a brake disk with a friction ring, as is described in detail below by way of example with reference to FIGS.
  • the friction ring is connected torque-proof to a flange.
  • the brake disc is in turn connected in a torque-proof manner to a wheel hub, to which a wheel or a rim of the vehicle 3 is fastened.
  • the disc brake 2 comprises a brake caliper which, during operation of the disc brake, is arranged on the chassis of the vehicle 3 in a stationary manner in relation to the brake disc.
  • the brake caliper is arranged in such a way that it partially encloses the brake disc 1 .
  • the brake caliper has a brake pad for actuating brake pads and the brake pads, which rest against the brake disc when the brakes are actuated, so that the vehicle is braked. If the disc brake is not actuated, the brake pads are not in contact with the disc brake or the friction ring. As a rule, the brake pads are then arranged at a distance from the brake disc.
  • a rotational movement of the wheel or the rim of the vehicle relative to a chassis of the vehicle can be delayed or even completely prevented by means of the disk brake for a vehicle.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a preferred embodiment of a friction ring 1 made of gray cast iron of the preferred embodiment of the disc brake 2 provided in FIG.
  • this is a first ring section 10 with a first braking surface 10a formed on the front side
  • a second ring section 11 which forms a second braking surface 11a on the front side. It can be seen that the first and second ring sections 10, 11 are aligned coaxially with one another and are arranged at a distance from one another in the axial direction.
  • the first and second ring sections 10, 11 are aligned with one another in such a way that the first and second braking surface 10a, 11a extend orthogonally to the axial direction A and face away from each other, ie face outwards. Due to this arrangement and orientation, the first and second braking surface 10a, 11a can come into contact with the brake pads arranged in the brake caliper when the vehicle is braking during operation of the disc brake.
  • the first and second ring sections 10, 11 are connected to each other by a ring connecting section 12.
  • FIG. it is provided that the first and second ring section 10, 11 and the ring connecting section 12 are formed in one piece as a centrifugally cast part. This means in particular that the first and second ring section 10, 11 and the ring connecting section 12 in one
  • Centrifugal casting are made.
  • the friction ring 1 which is designed as a one-piece centrifugally cast part, can be cut to length from a tubular cast blank produced by centrifugal casting and/or can be partially post-processed mechanically.
  • the friction ring 1 extends in the axial direction between the first and second braking surfaces 10a, 11a over a ring width. It is also clear that the first and second ring sections 10, 11 and the ring connecting section 12 each extend over a section width. In this preferred embodiment, it is provided that the section width of the first and second ring sections 10, 11 is smaller than the section width of the ring connecting section 12. Alternatively, of course, it can also be preferred that the section width of the first and second ring sections 10, 11 is larger than the Section width of the ring connection section 12.
  • the friction ring extends in a radial direction R, orthogonal to the axial direction A, between an inner peripheral surface of the annular disk and an outer peripheral surface of the annular disk, with the outer peripheral surface of the annular disk being located on the outside in relation to the inner peripheral surface of the annular disk in radial direction R.
  • the inner peripheral surface of the annular disk has an inner diameter that is smaller than an outer diameter of the outer peripheral surface of the annular disk.
  • FIG. 2 makes it clear that the individual sections 10, 11, 12 of the friction ring 1 can have annular disk inner peripheral surfaces with different inside diameters and annular disk outer peripheral surface with different outside diameters.
  • the inner diameter of the annular disk inner peripheral surfaces of the two ring sections 10, 11 and the outer diameter of the annular disk outer peripheral surfaces of the two ring sections 10, 11 are identical. It is also provided that the outside diameter of the ring disk outer peripheral surface of the ring connecting section 12 is smaller than the outside diameter of the first and second ring section 10, 11. The inside diameter of the ring disk inner peripheral surface of the ring connecting section 12 is larger than the inside diameter of the ring disk inner peripheral surfaces of the first and second ring section 10, 11. This results in an annular circumferential groove in the ring connecting section 12 both on the outside and on the inside. This is also illustrated by the schematic sectional view in Figure 5.
  • the annular connecting section 12 has a plurality of through bores 15 which extend in a cylindrical shape with a circular cross section between the annular disk inner peripheral surface and the annular disk outer peripheral surface for cooling purposes.
  • the through bores 15 extend essentially in the radial direction R.
  • the through holes are produced by machining the centrifugally cast part.
  • average roughness values R a of a maximum of 50 ⁇ m are preferably generated on the surface of the bore walls of the through bores 15, but smaller average roughness values are also possible, as was explained in relation to the general description.
  • the through bores were made in the friction ring 1 or in its ring connecting section 12 in such a way that they are arranged equidistantly from one another in the circumferential direction U. Due to the constant cross section in the radial direction, however, it is to be understood that the distance between the through bores 15 arranged adjacent in the circumferential direction decreases, starting from the outer peripheral surface of the annular disk in the direction of the inner peripheral surface of the annular disk. This is illustrated in a greatly simplified, schematic sectional view of the friction ring 1 shown in FIG. 2. In any case, it can be seen that this arrangement of the through bores of the ring connecting section 12 forms connecting webs 16 between adjacent through bores 15, which connect the first and second ring sections to one another. This becomes particularly clear in FIG.
  • the through-holes can also have a different shape and arrangement.
  • the cross section of the through bores 15 between the ring disk outer peripheral surface and the Ring disc inner peripheral surface varies, in particular decreases or increases.
  • the through-holes are formed in a curved manner between the outer peripheral surface of the annular disk and the inner peripheral surface of the annular disk. Curved through holes can be produced by milling, for example.
  • a single-row arrangement of the through bores 15 is provided. It can also be preferred to provide friction rings with through bores arranged in multiple rows.
  • the friction rings can have a plurality of rows of through bores, which are arranged in the axial direction A and are offset in parallel.
  • the multiple rows of through bores 15 are arranged offset in relation to one another in the circumferential direction U.
  • the through holes 15 have a hole diameter D substantially equal to the section width of the ring connection section 12 .
  • the bore diameter D may be preferable for the bore diameter D to be smaller than the section width of the ring connection section 12.
  • the bore diameter D may also be preferable for the bore diameter D to be larger than the section width of the ring connection section 12.
  • the preferred embodiment of the friction ring 1 illustrated in FIG. 2 also has a plurality of perforation bores 17 which extend between the first and second braking surfaces 10a, 11a.
  • the perforation bores 17 extend essentially in the axial direction as cylindrical channels with a circular cross section.
  • these serve to absorb dirt and, in a wet environment, interrupt a thin film of liquid that then forms on the braking surfaces. As a result, the necessary braking performance can be guaranteed despite dirt and moisture.
  • grooves for example milled spiral grooves or the like, can also be provided, which also have the function of interrupting a possible liquid film and absorbing dirt.
  • Figure 6 shows a schematic block diagram of a preferred embodiment of a method 1000 for producing the friction ring 1 described above for Brake disk of the disk brake 2 of the vehicle shown schematically in FIG.
  • the method includes the following steps:
  • the method 1000 includes providing 1010 a centrifugal casting machine with a permanent mold for centrifugal casting, the permanent mold being in particular cylindrical, preferably tubular. Furthermore, the method 1000 includes the step of applying 1020 a coating to an inside of the chill mold. Provision is also made for the method 1000 to supply 1030 a melted centrifugal casting compound, which is in particular a melted gray cast iron, particularly preferably a melted lamellar gray cast iron, into the chill mold coated with the wash. This is followed by centrifugal casting 1040 of the supplied centrifugal mass. A cooling 1050 of the centrifugally cast centrifugal mass is then provided, so that it solidifies into a tubular cast blank.
  • a melted centrifugal casting compound which is in particular a melted gray cast iron, particularly preferably a melted lamellar gray cast iron
  • the cooled tubular cast blank is then blasted 1060 and the brake disc is produced 1070 with the first ring section with the first braking surface arranged on the front side and the second ring section with the second braking surface arranged on the front side by mechanical processing, in particular by turning or milling. Furthermore, it is possible to introduce 1080 through bores 15, in particular in a radial direction R, preferably in the ring connecting section 12, as well as to introduce 1090 several perforation bores 17, which are located between the first and second braking surface 10a, 11a, in particular through connecting webs 16 of the ring connecting section 12, extend, provided.

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Abstract

The invention relates to a friction ring (1) for a brake disc of a disc brake (2), preferably of a vehicle (3), said friction ring (1) having: a first ring section (10) with an end-face first brake surface (10a), a second ring section (11) which is arranged at a distance to the first ring section (10) in an axial direction (A) and which comprises an end-face second brake surface (11a), and a ring connection section (12) which connects the first ring section (10) to the second ring section (11). The invention is characterized in that the friction ring (1) is designed as a single-piece rotocast part.

Description

REIBRING FÜR EINE BREMSSCHEIBE EINER SCHEIBENBREMSE EINES FAHRZEUGS UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES REIBRINGS FÜR EINE BREMSSCHEIBE EINER SCHEIBENBREMSE EINES FAHRZEUGS FRICTION RING FOR A BRAKE DISC OF A VEHICLE DISC BRAKE AND METHOD OF MANUFACTURING A FRICTION RING FOR A BRAKE DISC OF A VEHICLE DISC BRAKE
Die Erfindung betrifft einen Reibring für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Reibrings für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Reibrings für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs. The invention relates to a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a brake disc for a disc brake of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a disc brake for a vehicle and a vehicle. Furthermore, the invention relates to the use of a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle. Finally, the invention relates to a method for producing a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle.
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, ein Flugzeug, eine Gondel oder dergleichen sein. A vehicle is, for example, a motorcycle, a passenger vehicle, a truck or a trailer. A vehicle is in particular also a bicycle. Furthermore, a vehicle can, for example, also be a rail-bound vehicle, an airplane, a gondola or the like.
Scheibenbremsen gehören zu der Gattung der Reibbremsen. Die Scheibenbremse weist eine Bremsscheibe auf. Die Bremsscheibe umfasst einen Reibring, der mit einem Flansch drehmomentfest verbunden ist. Über den Flansch wird der Reibring an einer Nabe, beispielsweise einer Radnabe, die zur Befestigung eines Rads bzw. einer Felge ausgebildet ist, befestigt. Weiterhin umfasst die Scheibenbremse einen gegenüber dem Reibring feststehend angeordneten Bremssattel, der die Bremsscheibe, insbesondere den Reibring teilweise umschließt. Der Bremssattel ist in der Regel feststehend mit einem Chassis des Fahrzeugs verbunden. Innerhalb des Bremssattels sind üblicherweise ein Bremsklotz und Bremsbeläge angeordnet. Wird die Scheibenbremse betätigt, liegen die Bremsbeläge an der Bremsscheibe bzw. dem Reibring der Bremsscheibe an, so dass ein Fahrzeug abgebremst wird. Wird die Scheibenbremse nicht betätigt, liegen die Bremsbeläge nicht an der Scheibenbremse bzw. dem Reibring an. Disc brakes belong to the type of friction brakes. The disc brake has a brake disc. The brake disk includes a friction ring which is connected to a flange in a torque-proof manner. The friction ring is fastened to a hub, for example a wheel hub, which is designed for fastening a wheel or a rim, via the flange. Furthermore, the disc brake includes a opposite Friction ring fixed brake caliper, which partially encloses the brake disc, in particular the friction ring. The brake caliper is usually permanently connected to a chassis of the vehicle. A brake pad and brake linings are usually arranged within the brake caliper. If the disc brake is actuated, the brake linings are in contact with the brake disc or the friction ring of the brake disc, so that a vehicle is braked. If the disc brake is not actuated, the brake pads are not in contact with the disc brake or the friction ring.
Somit lässt sich mittels der Scheibenbremse für ein Fahrzeug beispielsweise eine Drehbewegung des Rads bzw. der Felge des Fahrzeugs relativ zu dem Chassis des Fahrzeugs verzögern oder auch vollständig unterbinden („Vollbremsung“). Eine Scheibenbremse dient insoweit zur Verzögerung des Fahrzeugs. Beim Bremsen wird kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärmeenergie umgewandelt, die für eine effiziente Bremswirkung der Scheibenbremse an die Umgebung abgeführt werden muss. Die Eignung der Scheibenbremse, die Wärmeenergie an Konvektionselementen mittels Wärmestrahlung an die Umgebung abzuführen, hängt im Wesentlichen von der Masse der Scheibenbremse, den Materialeigenschaften und der Bauteilgeometrie ab. Thus, by means of the disk brake for a vehicle, for example, a rotational movement of the wheel or the rim of the vehicle relative to the chassis of the vehicle can be delayed or even completely prevented (“emergency braking”). A disc brake serves to decelerate the vehicle. When braking, the vehicle's kinetic energy is converted into thermal energy, which must be dissipated to the environment for the disc brake to have an efficient braking effect. The suitability of the disc brake to dissipate the thermal energy on convection elements by means of thermal radiation to the environment essentially depends on the mass of the disc brake, the material properties and the component geometry.
Es ist bekannt, Reibringe und Bremsscheiben 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 des Reibrings bzw. der Bremsscheibe zu verwirklichen. Das Kernschießverfahren erfordert allerdings die Verwendung von gesundheits- und umweltbelastenden Stoffen. Insbesondere mittels dem Sandgussverfahren hergestellte Reibringe bzw. Bremsscheiben müssen im Anschluss aufwändig durch Putz- und Abstrahlverfahren nachbehandelt werden, bevor diese mechanisch bearbeitet werden können. Ferner weisen derart hergestellte Reibringe bzw. Bremsscheiben 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 Scheibenbremse 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 insbesondere bei belüfteten Scheibenbremsen erforderlich, um konstruktive Schwachstellen an den Übergängen zwischen Stegen und Reibquerschnitten zu entlasten. Dies ist nicht nur zeitintensiv, sondern erfordert Energieressourcen und belastet ebenfalls die Umwelt. It is known to produce friction rings and brake disks by casting methods such as sand casting methods in single casting in the 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 friction ring or brake disc. However, the core shooting process requires the use of substances that are harmful to health and the environment. In particular, friction rings or brake discs produced using the sand casting process must then be subjected to a complex cleaning and blasting process before they can be machined. Furthermore, friction rings or brake discs produced in this way generally have non-uniform mechanical properties and material properties in the radial direction. For example, the hardness and microstructure of friction rings manufactured using the sand casting process are uneven in the radial direction and cannot be specifically adjusted in order to ensure uniform wear over the service life of a disc brake. Furthermore, uneven material densities and inaccuracies in the core shooting process can lead to imbalances. In particular, 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. Finally, normalization annealing is sometimes required to eliminate process-related stresses to dismantle This is particularly necessary with ventilated disc brakes in order to relieve structural weaknesses at the transitions between webs and friction cross sections. This is not only time-consuming, but also requires energy resources and also pollutes the environment.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reibring für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs, eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug, eine Verwendung eines Reibrings für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs, ein Verfahren zur Herstellung eines Reibrings für eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs bereitzustellen, die einen oder mehrere der zuvor genannten Nachteile beseitigen oder vermindern. It is therefore an object of the present invention, a friction ring for a brake disc of a vehicle disc brake, a brake disc for a vehicle disc brake, a vehicle, a use of a friction ring for a brake disc of a vehicle disc brake, a method for producing a friction ring for a To provide a brake disc for a disc brake of a vehicle and a method for producing a brake disc for a disc brake of a vehicle that eliminates or reduces one or more of the aforementioned disadvantages.
Gemäß einem Aspekt wird die Aufgabe nach Anspruch 1 durch einen Reibring für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs gelöst. According to one aspect, the object of claim 1 is solved by a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle.
Der erfindungsgemäße Reibring ist ausgebildet, um für den Betrieb in der Scheibenbremse drehmomentfest mit einer Flanscheinheit verbunden zu werden. Der Reibring und die damit verbundene Flanscheinheit bilden zusammen die Bremsscheibe der Scheibenbremse. Die Bremsscheibe wird im Betriebszustand üblicherweise mit einer Nabe, insbesondere einer Radnabe, eines Fahrzeugs drehmomentfest befestigt. Insbesondere ist der Reibring dazu ausgebildet, zum Bremsen eines Fahrzeugs mit Bremsbelägen im Eingriff zu stehen. Beim Bremsen entsteht ein Reibkontakt zwischen den Bremsbelägen und dem Reibring. Insbesondere ist der Reibring hinsichtlich des Bremsens daher verschleißarm auszubilden und dahingehend auszubilden, dass dieser in besonders vorteilhafter Weise die während des Bremsens induzierte thermische Energie für ein wirksames Bremsen effizient abführt. The friction ring according to the invention is designed to be connected torque-proof to a flange unit for operation in the disc brake. The friction ring and the flange unit connected to it together form the brake disc of the disc brake. In the operating state, the brake disk is usually fastened in a torque-proof manner to a hub, in particular a wheel hub, of a vehicle. In particular, the friction ring is designed to be in engagement with brake pads for braking a vehicle. When braking, there is frictional contact between the brake pads and the friction ring. In particular, the friction ring is therefore to be designed to be 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.
Im Betriebszustand der Bremsscheibe wird diese teilweise von einem feststehenden Bremssattel umschlossen. Der Bremssattel umfasst einen Bremsklotz und Bremsbeläge. Wird der Bremsklotz betätigt, üblicherweise hydraulisch betätigt, werden die Bremsbeläge in einer Axialrichtung an den Reibring gepresst. Hierdurch wird die rotierende Bremsscheibe gegenüber dem feststehenden Bremssattel abgebremst. When the brake disc is in operation, it is partially surrounded by a fixed brake caliper. The brake caliper includes a brake pad and brake pads. If the brake pad is actuated, usually hydraulically actuated, the brake pads are pressed against the friction ring in an axial direction. As a result, the rotating brake disc is slowed down in relation to the fixed brake caliper.
Wie zuvor erläutert, ist der Reibring im Betriebszustand mittels einer Flanscheinheit an einer Nabe, insbesondere einer Radnabe, drehmomentfest befestigt. Somit dreht sich der Reibring mit der Nabe um eine Drehachse, wenn die Scheibenbremse nicht betätigt wird. Somit ist der Reibring im Betriebszustand vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zu der Drehachse angeordnet. As explained above, in the operating state the friction ring is fastened in a torque-proof manner to a hub, in particular a wheel hub, by means of a flange unit. Thus, the friction ring rotates with the hub about an axis of rotation when the disc brake is not actuated. Thus, in the operating state, the friction ring is preferably arranged essentially coaxially to the axis of rotation.
Der Reibring weist einen ersten Ringabschnitt und einen zweiten Ringabschnitt auf. Der erste Ringabschnitt weist stirnseitig eine erste Bremsfläche auf. Der zweite Ringabschnitt weist stirnseitig eine zweite Bremsfläche auf. Der erste und zweite Ringabschnitt sind in einer Axialrichtung beabstandet angeordnet. Insbesondere die erste und zweite Bremsfläche sind in der Axialrichtung zueinander beabstandet angeordnet. Die erste und zweite Bremsfläche sind derart ausgerichtet, dass die erste und zweite Bremsfläche sich im Wesentlichen orthogonal zu der Axialrichtung erstrecken. Die erste und zweite Bremsfläche sind derart angeordnet, dass diese voneinander abgewandt sind. Hierdurch können die Bremsbeläge der Scheibenbremse im Betriebszustand mit der ersten und zweiten Bremsfläche in Kontakt treten. Es ist also zu verstehen, dass sich der Reibring in der Axialrichtung zwischen der ersten Bremsfläche und der zweiten Bremsfläche erstreckt. The friction ring has a first ring section and a second ring section. The first ring section has a first braking surface on the face side. The second ring section has a second braking surface on the face side. The first and second ring portions are spaced apart in an axial direction. In particular, the first and second braking surfaces are arranged spaced apart from one another in the axial direction. The first and second braking surfaces are oriented such that the first and second braking surfaces extend substantially orthogonal to the axial direction. The first and second braking surfaces are arranged such that they face away from each other. As a result, the brake pads of the disc brake can come into contact with the first and second braking surface in the operating state. Thus, it is understood that the friction ring extends in the axial direction between the first braking surface and the second braking surface.
Der erste und zweite Ringabschnitt sind ringförmig ausgebildet. Es ist insbesondere zu verstehen, dass der erste und zweite Ringabschnitt ausgehend von der ersten und zweiten Bremsfläche einer Teilerstreckung des Reibrings in Axialrichtung entsprechen. Insbesondere bilden der ringförmig ausgebildete erste und zweite Ringabschnitt in Umfangsrichtung einen geschlossenen Ring. The first and second ring sections are ring-shaped. It is to be understood in particular that the first and second ring sections, starting from the first and second braking surfaces, correspond to a partial extension of the friction ring in the axial direction. In particular, the ring-shaped first and second ring sections form a closed ring in the circumferential direction.
Ferner ist vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Reibring einen Ringverbindungsabschnitt aufweist, der den ersten Ringabschnitt mit dem zweiten Ringabschnitt verbindet. Insbesondere ist zu verstehen, dass der Ringverbindungsabschnitt zusammen mit dem ersten und zweite Ringabschnitt integral den Reibring ausbildet. Furthermore, it is provided that the friction ring according to the invention has a ring connection section which connects the first ring section to the second ring section. In particular, it is to be understood that the ring connecting portion integrally forms the friction ring together with the first and second ring portions.
Der erste und zweite Ringabschnitt sowie der Ringverbindungsabschnitt erstrecken sich in Axialrichtung jeweils mit einer Abschnittsbreite. Es kann bevorzugt sein, dass die Abschnittsbreite des ersten Ringabschnitts und/oder des zweiten Ringabschnitts und/oder des Ringverbindungsabschnitts gleich sind. Insbesondere kann bevorzugt sein, dass die Abschnittsbreite des Ringverbindungsabschnitts von der Abschnittsbreite des ersten und zweiten Ringabschnitts verschieden ist, wobei die Abschnittsbreite des ersten und zweiten Ringabschnitts vorzugsweise gleich ist. Vorzugsweise weisen der erste und/oder zweite Ringabschnitt eine Abschnittsbreite von mindestens 1 mm und maximal von 20 mm auf. Ferner ist bevorzugt, dass der Ringverbindungsabschnitt eine Abschnittsbreite von mindestens 0 mm und maximal von 15 mm aufweist. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Bremsscheibe eine Breite von mindestens 2 mm und maximal von 50 mm aufweist. The first and second ring sections and the ring connecting section each extend in the axial direction with a section width. It may be preferred that the section widths of the first ring section and/or the second ring section and/or the ring connection section are the same. In particular, it can be preferred that the section width of the ring connection section differs from the section width of the first and second ring section, the section width of the first and second ring section preferably being the same. The first and/or second ring section preferably has a section width of at least 1 mm and at most 20 mm. Furthermore, it is preferable that the ring connection section has a section width of at least 0 mm and at most 15 mm. It is particularly preferred that the brake disk has a width of at least 2 mm and at most 50 mm.
Vorzugsweise weist der Reibring eine Ringscheibeninnenumfangsfläche und eine Ringscheibenaußenumfangsfläche auf. Vorzugsweise erstreckt sich die Ringscheibeninnenumfangsfläche und/oder die Ringscheibenaußenumfangsfläche im Wesentlichen orthogonal zu der ersten und/oder zweiten Bremsfläche. Insbesondere erstreckt sich der Reibring in einer Radialrichtung, orthogonal zu der Axialrichtung, zwischen der in Radialrichtung innenliegenden Ringscheibeninnenumfangsfläche und der gegenüber der Ringscheibeninnenumfangsfläche in Radialrichtung außenliegenden Ringscheibenaußenumfangsfläche mit einer Ringhöhe. Die Ringscheibeninnenumfangsfläche weist einen Innendurchmesser auf und die Ringscheibeninnenumfangsfläche weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser. The friction ring preferably has an annular disk inner peripheral surface and an annular disk outer peripheral surface. Preferably, the annular disk inner peripheral surface and/or the annular disk outer peripheral surface extends essentially orthogonally to the first and/or second braking surface. In particular, the friction ring extends in a radial direction, orthogonal to the axial direction, between the inner circumferential surface of the annular disk in the radial direction and the outer circumferential surface of the annular disk lying outside in the radial direction compared to the inner peripheral surface of the annular disk with a ring height. The annular disk inner peripheral surface has an inner diameter and the annular disk inner peripheral surface has an outer diameter that is larger than the inner diameter.
Es kann bevorzugt sein, dass der erste und/oder zweite Ringabschnitt und/oder der Ringverbindungsabschnitt jeweils eine Ringscheibeninnenumfangsfläche aufweisen, deren Innendurchmesser identisch sind. Ferner kann es bevorzugt sein, dass der erste und/oder der zweite Ringabschnitt und/oder der Ringverbindungsabschnitt jeweils eine Ringscheibeninnenumfangsfläche aufweisen, deren Innendurchmesser verschieden sind. Insbesondere kann bevorzugt sein, dass der erste und/oder zweite Ringabschnitt jeweils eine Ringscheibeninnenumfangsfläche mit identischen Innendurchmessern aufweisen und der Ringverbindungsabschnitt eine Ringscheibeninnenumfangsfläche mit einem Innendurchmesser aufweist, der von dem Innendurchmesser der Ringscheibeninnenumfangsfläche des ersten und zweiten Ringabschnitts verschieden ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass der Innendurchmesser der Ringscheibeninnenumfangsfläche des Ringverbindungsabschnitts größer ist als der Innendurchmesser der Ringscheibeninnenumfangsfläche des ersten und/oder zweiten Ringabschnitts. It can be preferred that the first and/or second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk inner peripheral surface whose inner diameters are identical. Furthermore, it can be preferred that the first and/or the second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk inner peripheral surface whose inner diameters are different. In particular, it can be preferred that the first and/or second ring section each have an inner peripheral surface of the annular disk with identical inner diameters and the ring connecting section has an inner peripheral surface of the annular disk with an inner diameter that differs from the inner diameter of the inner peripheral surface of the annular disk of the first and second ring sections. In particular, it is preferred that the inner diameter of the inner peripheral surface of the ring disk of the ring connecting section is larger than the inner diameter of the inner peripheral surface of the annular disk of the first and/or second ring section.
Es kann bevorzugt sein, dass der erste und/oder der zweite Ringabschnitt und/oder der Ringverbindungsabschnitt jeweils eine Ringscheibenaußenumfangsfläche aufweisen, deren Außendurchmesser identisch sind. Ferner kann es bevorzugt sein, dass der erste und/oder zweite Ringabschnitt und/oder der Ringverbindungsabschnitt jeweils eine Ringscheibenaußenumfangsfläche aufweisen, deren Außendurchmesser verschieden sind. Insbesondere kann bevorzugt sein, dass der erste und/oder der zweite Ringabschnitt jeweils eine Ringscheibenaußenumfangsfläche mit identischen Außendurchmesser aufweisen und der Ringverbindungsabschnitt eine Ringscheibenaußenumfangsfläche mit einem Außendurchmesser aufweist, der von dem Außendurchmesser der Ringscheibenaußenumfangsfläche des ersten und des zweiten Ringabschnitts verschieden ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass der Außendurchmesser der Ringscheibenaußenumfangsfläche des Ringverbindungsabschnitts kleiner ist als der Außendurchmesser der Ringscheibenaußenumfangsfläche des ersten und/oder zweiten Ringabschnitts. It can be preferred that the first and/or the second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk outer peripheral surface whose outside diameters are identical. Furthermore, it can be preferred that the first and/or second ring section and/or the ring connecting section each have a ring disk outer peripheral surface whose outer diameters are different. In particular, it can be preferred that the first and/or the second ring section each have a ring disk outer peripheral surface with an identical outer diameter and the ring connecting portion has an annular disk outer peripheral surface with an outer diameter which is different from the outer diameter of the annular disk outer peripheral surface of the first and second ring sections. In particular, it is preferred that the outside diameter of the annular disk outer peripheral surface of the ring connecting section is smaller than the outside diameter of the annular disk outer peripheral surface of the first and/or second ring section.
Insbesondere ist bevorzugt, dass der Außendurchmesser der Ringscheibenaußenumfangsfläche größer ist als der Innendurchmesser der Ringscheibeninnenumfangsfläche. In particular, it is preferred that the outer diameter of the annular disk outer peripheral surface is larger than the inner diameter of the annular disk inner peripheral surface.
Der erfindungsgemäße Reibring ist als einstückiges Schleudergussteil ausgebildet. Der als einstückiges Schleudergussteil ausgebildete Reibring ist insbesondere ein Reibring, der in einem Schleudergussverfahren hergestellt wird. Zur Herstellung dieses Schleudergussteils kann in bevorzugter Weise gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren eine aufgeschmolzene Schleudergussmasse einer Kokille zugeführt werden. Insbesondere ist zu verstehen, dass der als einstückiges Schleudergussteil ausgebildete Reibring durch Ablängen eines im Schleudergussverfahren hergestellten rohrförmigen und/oder zylinderförmigen Schleudergussrohlings hergestellt sein kann. Insbesondere ist unter dem als einstückigen Schleudergussteil ausgebildeten Reibring kein durch Verschweißen der Ringabschnitte mit dem Ringverbindungsabschnitt oder ein dergleichen hergestellter Reibring zu verstehen. The friction ring according to the invention is designed as a one-piece centrifugally cast part. The friction ring designed as a one-piece centrifugally cast part is in particular a friction ring that is produced in a centrifugal casting process. To produce this centrifugally cast part, a molten centrifugally cast mass can be fed to a permanent mold in a preferred manner according to the method described below. In particular, it should be understood that the friction ring designed as a one-piece centrifugally cast part can be produced by cutting to length a tubular and/or cylindrical centrifugally cast blank produced using the centrifugally cast method. In particular, the friction ring designed as a one-piece centrifugally cast part is not to be understood as meaning a friction ring produced by welding the ring sections to the ring connecting section or a similar product.
Der erfindungsgemäße Reibring hat den Vorteil, 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 in bevorzugter Weise die aufwändigen Nachbearbeitungsschritte des Putzens und Abstrahlens. The friction ring according to the invention has the advantage that, depending on the tempering of the mold and the speed in the radial direction of the friction ring, a desired microstructure and hardness profile can be set in a targeted manner. In particular, this has the advantage that the friction ring has a uniform material density in the radial direction and in the circumferential direction and therefore has no imbalances. In this respect, when using friction rings produced in this way before assembly on the vehicle, imbalances do not have to be removed in a time-consuming manner. In particular, the molds with which the friction ring is produced can be temperature-controlled in a targeted manner so that normalization annealing is no longer necessary. Furthermore, in the case of friction rings produced in this way, the time-consuming post-processing steps of cleaning and blasting are preferably eliminated.
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. Furthermore, a friction ring produced as a centrifugally cast part has the advantage that comparatively light slags, pores, inclusions, etc. during the liquid phase by the acting centrifugal forces, which push the heavier cast iron to the outer diameter, are transported inwards in the radial direction and are deposited on the inner diameter or in the inner machining allowance of a cast blank of the friction ring.
Ein mittels dem 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. 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 Scheibenbremse die bestmögliche Verschleißparallelität gewährleistet werden. A friction ring produced by means of 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. In addition, 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. Furthermore, hardness and structure can be adjusted by a controlled cooling process depending on customer requirements. Furthermore, a centrifugally cast friction ring already has a high balance quality, which is additionally increased by the subsequent mechanical processing. By specifically adjusting the hardness and structure, the best possible wear parallelism can be guaranteed over the entire service life of the disc brake.
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 Bremsscheibe, der Scheibenbremse, des Fahrzeugs und der Verfahren zur Herstellung eines Reibrings verwiesen. For further advantages, design variants and design details of the friction ring according to the invention and its developments, reference is also made to the following description of the corresponding features and developments of the brake disc, the disc brake, the vehicle and the method for producing a friction ring.
Gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings ist vorgesehen, dass die erste Bremsfläche und die zweite Bremsfläche im Schleudergussverfahren hergestellt sind. Insbesondere ist gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass die erste Bremsfläche und die zweite Bremsfläche durch Drehen und/oder Fräsen hergestellt sind. According to a preferred development of the friction ring, it is provided that the first braking surface and the second braking surface are produced using the centrifugal casting method. In particular, according to a preferred development of the friction ring, it is provided that the first braking surface and the second braking surface are produced by turning and/or milling.
Nach einer weiteren bevorzugten Fortbildung des Reibrings ist vorgesehen, dass sich der Ringverbindungsabschnitt zwischen einer in einer Radialrichtung innenliegenden Verbindungsringinnenumfangsfläche und einer in der Radialrichtung außenliegenden Verbindungsringaußenumfangsfläche erstreckt, und mehrere Durchgangsbohrungen aufweist, die sich von der Verbindungsringinnenumfangsfläche zu der Verbindungsringaußenumfangsfläche erstrecken. Die Durchgangsbohrungen dienen insbesondere der Kühlung des Reibrings während des Bremsens. Es ist also zu verstehen, dass über die Durchgangsbohrungen die Oberfläche des Reibrings vergrößert wird, um die während des Bremsens induzierte Wärme besser abzuführen. Somit haben die Durchgangsbohrungen insbesondere den Effekt, dass während des Bremsens die erforderliche Bremsleistung der Reibringe aufrechterhalten wird bzw. die Scheibenbremse mit einem solchen Reibring während des Bremsens nicht versagt. According to a further preferred development of the friction ring, it is provided that the ring connecting section extends between a connecting ring inner peripheral surface lying on the inside in a radial direction and an outer connecting ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction, and has a plurality of through bores which extend from the connecting ring inner peripheral surface to the connecting ring outer peripheral surface. The through-holes serve in particular to cool the friction ring during braking. It can therefore be understood that the through-holes increase the surface area of the friction ring in order to better dissipate the heat induced during braking. Thus, the through bores have the particular effect that the required braking power of the friction rings is maintained during braking or that the disc brake with such a friction ring does not fail during braking.
Die Durchgangsbohrungen lassen sich in einfacher Weise durch ein zerspanendes Bearbeiten, insbesondere durch Bohren in den Ringverbindungsabschnitt einbringen. Ein derart erzeugter Reibring hat insbesondere den Vorteil, dass für dessen Herstellung keine Sandkerne erzeugt werden müssen, wie dies beispielsweise im Sandgussverfahren der Fall ist, um diese gewünschten Durchgangsbohrungen zu erzeugen. Ferner hat diese Vorgehensweise den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Reibring gleichmäßig abkühlt und somit das Erfordernis für ein Spannungsarmglühen entfällt, zumindest aber geringer ausgeprägt ist. Insbesondere der Ausschuss ist bei derart hergestellten Reibringen geringer, da die bei sandgegossenen Reibringen im Bereich der dünnen Stege am Übergang zu den massiven Ringabschnitten auftretenden Spannungen, die im ungünstigen Fall zur Rissbildung führen, bei den erfindungsgemäßen Reibringen nicht auftreten. Insbesondere führt die Verwendung der erfindungsgemäßen Reibringe daher auch im Betrieb zu sichereren Scheibenbremsen und ermöglicht somit eine sicherere Teilnahme im Verkehr. The through bores can be made in the ring connecting section in a simple manner by machining, in particular by drilling. A friction ring produced in this way has the particular advantage that no sand cores have to be produced for its production, as is the case, for example, in the sand casting process in order to produce these desired through-holes. Furthermore, this procedure has the advantage that the friction ring according to the invention cools down evenly and the need for stress-relief annealing is therefore eliminated, but at least it is less pronounced. In particular, the reject rate is lower with friction rings produced in this way, since the stresses that occur in sand-cast friction rings in the area of the thin webs at the transition to the solid ring sections and, in the worst case, lead to cracking, do not occur in the friction rings according to the invention. In particular, the use of the friction rings according to the invention therefore also leads to safer disc brakes during operation and thus enables safer participation in traffic.
Insbesondere hat der Reibring in dieser bevorzugten Ausführungsform den Vorteil, dass in die Reibringe ausschließlich funktionsabhängig Durchgangsbohrungen eingebracht werden können, ohne dass bei dem Design des Reibrings das Abkühlverhalten bzw. die durch das Abkühlen eines im Sandgussverfahren mit Sandkernen hergestellten Reibrings induzierten Spannungen zu berücksichtigen sind. Durch diese bevorzugte Ausgestaltung des Reibrings lassen sich somit Durchgangsbohrungen unabhängig des vorangehenden Schritts des Schleudergießens in den Reibring einbringen. In particular, the friction ring in this preferred embodiment has the advantage that through-holes can be made in the friction rings exclusively depending on the function, without the cooling behavior or the stresses induced by the cooling of a friction ring produced with sand cores in the sand casting process having to be taken into account in the design of the friction ring. Through this preferred configuration of the friction ring, through-holes can thus be introduced into the friction ring independently of the preceding centrifugal casting step.
Ferner hat dies den Effekt, dass keine teuren Sandkerne hergestellt werden müssen, die in einem aufwändigen Verfahren in der Sandform zu positionieren sind. Vielmehr lassen sich durch den Reibring in dieser bevorzugten Ausführungsform die Durchgangsbohrungen mit einer wesentlich höheren Genauigkeit im Reibring vorsehen als dies bei Reibringen bislang der Fall war. Ferner ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen sich im Wesentlichen in der Radialrichtung erstrecken. Ergänzend oder alternativ ist gemäß dieser bevorzugten Fortbildung vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Ferner ist gemäß dieser bevorzugten Fortbildung ergänzend oder alternativ vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen zylinderförmig ausgebildet sind. Ein derart ausgebildeter Reibring hat insbesondere den Vorteil, dass dieser sich mit üblichen Werkzeugen, beispielsweise Bohrern, einfach, schnell und kostengünstig herstellen lässt. Insbesondere kann auch bevorzugt sein, die Durchgangsbohrungen derart auszubilden, dass diese beispielsweise einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Ein quadratischer Querschnitt lässt sich beispielsweise durch Räumen erzeugen. Furthermore, this has the effect that no expensive sand cores have to be produced, which have to be positioned in the sand mold in a complex process. Rather, the through-holes can be provided in the friction ring with a significantly higher accuracy than was previously the case with friction rings due to the friction ring in this preferred embodiment. Furthermore, according to a preferred embodiment of the friction ring, it is provided that the through bores extend essentially in the radial direction. Additionally or alternatively, according to this preferred development, it is provided that the through bores have a circular cross section. Furthermore, according to this preferred development, it is additionally or alternatively provided that the through bores are of cylindrical design. A friction ring designed in this way has the particular advantage that it can be produced easily, quickly and inexpensively using conventional tools, for example drills. In particular, it can also be preferred to design the through bores in such a way that they have a square cross section, for example. A square cross-section can be created, for example, by broaching.
Weiterhin ist nach einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen eine Bohrungswand aufweisen, deren Oberfläche einen Mitten rau werte Ra von maximal 50 pm, 25 pm, 12,5 pm, 10 pm, 7,5 pm, 5 pm, 2,5 pm oder 1 pm aufweist. Ein derart ausgebildeter Reibring hat im Vergleich zu den herkömmlich hergestellten Reibringen den Vorteil, dass der Mittenrauwert der Bohrungswand der Durchgangsbohrungen geringer ist. Hierdurch wird das Strömungsverhalten der für die Kühlung des Reibrings in den Durchgangsbohrungen befindlichen Luft verbessert. Ein Reibring gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann also eine wesentlich verbesserte Wärmeabfuhr ermöglichen, obwohl die für die Kühlung relevante Oberfläche des Reibrings in dieser bevorzugten Ausführungsform im Vergleich zu mit Sandkernen im Sandgussverfahren hergestellten Reibringen geringer sein kann. Furthermore, according to a preferred development of the friction ring, it is provided that the through bores have a bore wall whose surface has an average roughness value Ra of at most 50 μm, 25 μm, 12.5 μm, 10 μm, 7.5 μm, 5 μm, 2 5 pm or 1 pm. A friction ring designed in this way has the advantage that the average surface roughness of the bore wall of the through bores is lower compared to the conventionally produced friction rings. This improves the flow behavior of the air located in the through bores for cooling the friction ring. A friction ring according to this preferred embodiment can therefore enable significantly improved heat dissipation, although the surface of the friction ring relevant for cooling can be smaller in this preferred embodiment compared to friction rings produced with sand cores in the sand casting process.
Nach einer ferner bevorzugten Fortbildung des Reibrings ist vorgesehen, dass die benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen in einer Umfangsrichtung mit einem Abstand beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen konstant ist oder verschieden ist. Ein Reibring mit in Umfangsrichtung äquidistant beabstandet angeordneten Durchgangsbohrungen lässt sich vergleichsweise kostengünstig herstellen. Ein Reibring mit in Umfangsrichtung äquidistant beabstandet angeordneten Durchgangsbohrungen ermöglicht ein gezieltes Einstellen eines gewünschten Kühlungsprofils des Reibrings. According to a further preferred development of the friction ring, it is provided that the adjacently arranged through-holes are arranged at a distance from one another in a circumferential direction, the distance between the adjacently arranged through-holes being constant or different. A friction ring with through bores arranged equidistantly spaced apart in the circumferential direction can be produced comparatively inexpensively. A friction ring with through bores arranged equidistantly spaced apart in the circumferential direction enables a targeted setting of a desired cooling profile of the friction ring.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Reibrings ist vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen in der Umfangsrichtung äquidistant beabstandet angeordnet sind, und/oder die Durchgangsbohrungen einreihig oder mehrreihig angeordnet sind. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann der Reibring je nach erforderlicher Kühlleistung kostengünstig eine Reihe oder mehrere Reihen Durchgangsbohrungen aufweisen. Insbesondere bei einem Reibring mit mehrreihig angeordneten Durchgangsbohrungen sind die Reihen in Axialrichtung beabstandet zueinander angeordnet. Insbesondere kann auch bevorzugt sein, dass die Durchgangsbohrungen der jeweiligen Reihen in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Es kann auch bevorzugt sein, dass die Durchgangsbohrungen bei mehreren Reihen lediglich in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, also im Wesentlichen parallelverschoben angeordnet sind. According to a further preferred embodiment of the friction ring, it is provided that the through bores are arranged equidistantly spaced in the circumferential direction and/or the through bores are arranged in one row or in multiple rows. According to this preferred embodiment, the friction ring depending on the required Cooling performance cost-effectively have a row or rows of through holes. Particularly in the case of a friction ring with through bores arranged in multiple rows, the rows are arranged at a distance from one another in the axial direction. In particular, it can also be preferred that the through-holes of the respective rows are offset from one another in the circumferential direction. It can also be preferred that the through bores in the case of several rows are arranged offset relative to one another only in the axial direction, that is to say are arranged essentially parallel to one another.
Weiter ist gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen einen Bohrungsdurchmesser aufweisen und der Abstand zwischen in der Umfangsrichtung benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen mindestens dem Bohrungsdurchmesser entspricht. Ergänzend oder alternativ ist gemäß dieser bevorzugten Fortbildung vorgesehen, dass der Ringverbindungsabschnitt in der Axialrichtung eine Ringbreite aufweist, die größer ist als der Bohrungsdurchmesser oder kleiner ist als der Bohrungsdurchmesser oder dem Bohrungsdurchmesser entspricht. In Abhängigkeit der Größe des Bohrungsdurchmessers in Relation zu der Ringbreite bzw. der Abschnittsbreiten lässt sich die erforderliche Kühlleistung gezielt auf die Anwendung abstimmen. Furthermore, according to a preferred development of the friction ring, it is provided that the through bores have a bore diameter and the distance between through bores arranged adjacent in the circumferential direction corresponds at least to the bore diameter. Additionally or alternatively, according to this preferred development, it is provided that the ring connecting section has a ring width in the axial direction that is larger than the bore diameter or smaller than the bore diameter or corresponds to the bore diameter. Depending on the size of the bore diameter in relation to the ring width or the section widths, the required cooling capacity can be specifically tailored to the application.
Nach einer ferner bevorzugten Fortbildung des Reibrings ist vorgesehen, dass der Ringverbindungsabschnitt zwischen benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen jeweils als Verbindungssteg ausgebildet ist, der den ersten und zweiten Ringabschnitt miteinander verbindet. According to a further preferred development of the friction ring, it is provided that the ring connecting section between adjacently arranged through bores is in each case designed as a connecting web which connects the first and second ring sections to one another.
Ferner ist gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass sich zwischen der ersten und zweiten Bremsfläche mehrere Perforationsbohrungen erstrecken. Vorzugsweise weisen die Perforationsbohrungen an der Oberfläche Mittenrauwerte von maximal 50 pm, 25 pm, 12,5 pm, 10 pm, 7,5 pm, 5 pm, 2,5 pm oder 1 pm auf. Furthermore, according to a preferred development of the friction ring, it is provided that several perforation bores extend between the first and second braking surface. Preferably, the perforation holes on the surface have average roughness values of at most 50 μm, 25 μm, 12.5 μm, 10 μm, 7.5 μm, 5 μm, 2.5 μm or 1 μm.
Nach einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Reibrings ist vorgesehen, dass die Perforationsbohrungen sich zwischen der ersten Bremsfläche und der zweiten Bremsfläche, vorzugsweise im Wesentlichen in der Axialrichtung, erstrecken, und/oder einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, und/oder zylinderförmig ausgebildet sind, und/oder derart angeordnet sind, dass diese sich durch die Verbindungsstege des Ringverbindungsabschnitts hindurch erstrecken, und/oder derart angeordnet sind, dass diese sich durch die Durchgangsbohrungen des Ringverbindungsabschnitts hindurch erstrecken, und/oder in der Umfangsrichtung mindestens mit einem Abstand zueinander beabstandet angeordnet sind, der größer ist als der Bohrungsdurchmesser. According to a further preferred embodiment of the friction ring, it is provided that the perforation bores extend between the first braking surface and the second braking surface, preferably essentially in the axial direction, and/or have a circular cross-section, and/or are cylindrical, and/or such are arranged such that they extend through the connecting webs of the ring connecting section, and/or are arranged in such a way that they pass through the through bores of the ring connecting section extend, and / or are arranged spaced apart in the circumferential direction at least at a distance that is greater than the bore diameter.
Weiter ist nach einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass der Reibring aus Grauguss, insbesondere aus einem lamellaren Grauguss oder Sphäroguss, besteht. Furthermore, according to a preferred embodiment of the friction ring, it is provided that the friction ring consists of gray cast iron, in particular of a lamellar gray cast iron or nodular cast iron.
Ferner ist nach einer bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass der erste Ringabschnitt und/oder der zweite Ringabschnitt sich zwischen einer in Radialrichtung innenliegenden Ringscheibeninnenumfangsfläche und einer dazu in Radialrichtung außenliegenden Ringscheibenaußenumfangsfläche mit einer Ringscheibenhöhe erstreckt, wobei die Ringscheibenhöhe vorzugsweise mindestens 10 mm und maximal 300 mm beträgt. Furthermore, according to a preferred development of the friction ring, it is provided that the first ring section and/or the second ring section extends between an inner circumferential surface of the annular disk, which is on the inside in the radial direction, and an outer circumferential surface of the annular disk, which is on the outside in the radial direction amounts.
Ergänzend oder alternativ ist gemäß dieser bevorzugten Fortbildung des Reibrings vorgesehen, dass der Ringverbindungsabschnitt sich zwischen der Verbindungsringinnenumfangsfläche und der Verbindungsringaußenumfangsfläche in Radialrichtung mit einer Verbindungsringhöhe erstreckt, wobei die Verbindungsringhöhe vorzugsweise mindestens 5 mm und maximal 300 mm beträgt, wobei vorzugsweise die Verbindungsringhöhe kleiner ist als die Ringscheibenhöhe. Additionally or alternatively, according to this preferred development of the friction ring, it is provided that the ring connecting section extends between the connecting ring inner peripheral surface and the connecting ring outer peripheral surface in the radial direction with a connecting ring height, the connecting ring height preferably being at least 5 mm and a maximum of 300 mm, with the connecting ring height preferably being smaller than that washer height.
Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass ein Härtegrad ausgehend von einer in Radialrichtung außenliegenden Ringaußenumfangsfläche zu einer in Bezug zu der Ringaußenumfangsfläche in Radialrichtung innenliegende Ringinnenumfangsfläche in der Radialrichtung abnimmt oder konstant ist. 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. Furthermore, according to a preferred embodiment of the friction ring, it is provided that a degree of hardness decreases in the radial direction or is constant, starting from an outer ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction to an inner ring peripheral surface lying on the inside in relation to the ring outer peripheral surface in the radial direction. The degree of hardness is given, for example, in Brinell tungsten carbide hardness. This specification is also known as Brinell hardness. For example, 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. Furthermore, according to a preferred development of the friction ring, it is provided that 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. This enables a special design of the friction ring, which can be individually matched to the friction partner in order to enable a reliable and long-lasting braking effect.
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 derFurthermore, according to a preferred development of the friction ring, it is provided that 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. Preferably, the degree of hardness is in the range of
Ringinnenumfangsfläche in einem Bereich von 170 Härte Brinell Wolframkarbid. Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, dass der Härtegrad im Bereich derRing inner peripheral surface in a range of 170 hardness Brinell tungsten carbide. Alternatively or additionally, it is preferred that the degree of hardness in the range of
Ringaußenumfangsfläche in einem Bereich von 200 Härte Brinell Wolframkarbid liegt. In diesen angegebenen Bereich wurde eine besonders langlebige und zuverlässige Bremswirkung der Reibringe beobachtet. 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.
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 % höher liegt als bei bereits bekannten Reibringen. Neben einer vergleichsweise überdurchschnittlichen Reibleistung und Wärmeübertragung ist hierbei die Feinstaubentwicklung minimiert. Furthermore, according to a preferred embodiment of the friction ring, it is provided that 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. In particular, it was observed that the tensile strength is many times higher than that of known friction rings. In some cases it has been observed that the tensile strength is at least 40% higher than with previously known friction rings. In addition to a comparatively above-average friction loss and heat transfer, the development of fine dust is minimized.
Insbesondere ist nach einer Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass derIn particular, according to one embodiment of the friction ring, it is provided that the
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. Structural component perlite between 70% and 100%, in particular between 80% and 95% %, particularly preferably between 90% and 95%, and/or the steadite structural component 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%, in particular between 0% and 5%, particularly preferably between 0% and 1%. A friction ring that has a structure with structural components in the range mentioned enables high, reliable and long-lasting braking performance.
Schließlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Reibrings vorgesehen, dass der Gefügebestandteil Ferrit ausgehend von einer in Radialrichtung außenliegenden Ringaußenumfangsfläche zu einer in Bezug zu der Ringaußenumfangsfläche in Radialrichtung innenliegende Ringinnenumfangsfläche in der Radialrichtung abnimmt und/oder der Gefügebestandteil Ferrit überwiegend angrenzend zu der Ringaußenumfangsfläche vorgesehen ist. Finally, according to a further preferred embodiment of the friction ring, it is provided that the structural component ferrite decreases in the radial direction starting from an outer ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction to an inner ring peripheral surface lying on the inside in relation to the ring outer peripheral surface in the radial direction and/or the structural component ferrite is provided predominantly adjacent to the ring outer peripheral surface .
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs nach Anspruch 19 gelöst. According to a further aspect, the object is achieved by a brake disc for a disc brake of a vehicle according to claim 19.
Die Bremsscheibe weist eine Flanscheinheit auf, die zur Befestigung an einer Nabe, insbesondere einer Radnabe, ausgebildet ist, und einen zuvor beschriebenen Reibring auf, der mit der Flanscheinheit drehmomentfest verbunden ist, wobei vorzugsweise die Flanscheinheit aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, besteht oder dieses im Wesentlichen umfasst. The brake disc has a flange unit, which is designed for attachment to a hub, in particular a wheel hub, and a previously described friction ring, which is connected torque-proof to the flange unit, the flange unit preferably consisting of a light metal, in particular aluminum, or this essentially includes.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Bremsscheibe und der 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 der Scheibenbremse und des Fahrzeugs sowie des Verfahrens verwiesen. For further advantages, design variants and design details of the brake disc according to the invention and the developments, reference is also made to the preceding description of the corresponding features and developments of the friction ring and to the following description of the corresponding features and developments of the disc brake and the vehicle and the method.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug nach Anspruch 20 gelöst. According to a further aspect, the object is achieved by a disc brake for a vehicle according to claim 20.
Die Scheibenbremse weist einen zuvor beschriebenen Reibring und/oder eine zuvor beschriebene Bremsscheibe auf. Ferner weist die Scheibenbremse einen an dem Reibring und/oder der Bremsscheibe angeordneten Bremssattel mit Bremsbelägen auf, die ausgebildet sind, eine Drehbewegung des Reibrings und/oder der Bremsscheibe relativ zu einem Chassis zu verzögern. Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Scheibenbremse und der Fortbildungen wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings und der Bremsscheibe sowie auf die nachfolgende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Fahrzeugs sowie des Verfahrens verwiesen. The disc brake has a previously described friction ring and/or a previously described brake disc. Furthermore, the disc brake has a brake caliper, which is arranged on the friction ring and/or the brake disc, with brake pads which are designed to delay a rotational movement of the friction ring and/or the brake disc relative to a chassis. For further advantages, design variants and design details of the disc brake according to the invention and the developments, reference is also made to the preceding description of the corresponding features and developments of the friction ring and the brake disc and to the following description of the corresponding features and developments of the vehicle and the method.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug nach Anspruch 21 gelöst. According to a further aspect, the object is achieved by a vehicle according to claim 21.
Das Fahrzeug weist einen zuvor beschriebenen Reibring und/oder eine zuvor beschriebene Bremsscheibe und/oder eine zuvor beschriebene Scheibenbremse auf. The vehicle has a friction ring as described above and/or a brake disc as described above and/or a disc brake as described above.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und der Fortbildungen wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremsscheibe, der Scheibenbremse sowie auf die nachfolgende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Verfahrens verwiesen. For further advantages, design variants and design details of the vehicle according to the invention and the developments, reference is also made to the previous description of the corresponding features and developments of the friction ring, the brake disc, the disc brake and to the following description of the corresponding features and developments of the method.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe nach Anspruch 22 durch eine Verwendung eines zuvor beschriebenen Reibrings für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs gelöst, wobei das Fahrzeug insbesondere ein Personenkraftfahrzeug und/oder ein Nutzkraftfahrzeug und/oder ein Zweirad ist. According to a further aspect, the object of claim 22 is achieved by using a previously described friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle, the vehicle being in particular a passenger vehicle and/or a commercial vehicle and/or a two-wheeler.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Verwendung wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremsscheibe, der Scheibenbremse sowie auf die nachfolgende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Verfahrens verwiesen. For further advantages, design variants and design details of the use according to the invention, reference is also made to the preceding description of the corresponding features and developments of the friction ring, the brake disc, the disc brake and to the following description of the corresponding features and developments of the method.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe nach Anspruch 23 durch ein Verfahren zur Herstellung eines Reibrings für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe nach Anspruch 23 durch ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Reibrings für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs gelöst. Hierzu weist der Reibring einen ersten Ringabschnitt mit einer stirnseitig ausgebildeten ersten Bremsfläche und einen von dem ersten Ringabschnitt in einer Axialrichtung beabstandet angeordneten zweiten Ringabschnitt mit einer stirnseitig ausgebildeten zweiten Bremsfläche auf. Ferner weist der Reibring einen Ringverbindungsabschnitt auf, der den ersten Ringabschnitt mit dem zweiten Ringabschnitt verbindet. Insbesondere weist der vorliegende Reibring Merkmale des zuvor beschriebenen Reibrings auf. According to a further aspect, the object of claim 23 is achieved by a method for producing a friction ring for a brake disk of a disk brake of a vehicle. In particular, the object of claim 23 is achieved by a method for producing a previously described friction ring for a brake disc of a disc brake of a vehicle. For this purpose, the friction ring has a first ring section with a first braking surface formed on the front side and a second ring section arranged at a distance from the first ring section in an axial direction with a second braking surface formed on the front side. Furthermore, the friction ring has a ring connection section which connects the first ring section to the second ring section. In particular, the present friction ring has features of the friction ring described above.
Das Verfahren umfasst zur Lösung der Aufgabe mehrere Schritte: The procedure for solving the task comprises several steps:
Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Schleudergießmaschine mit einer Kokillenform zum Schleudergießen, wobei die Kokillenform insbesondere zylinderförmig, vorzugsweise rohrförmig, ausgebildet ist. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt eines Aufbringens einer Schlichte auf eine Innenseite der Kokillenform. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Verfahren ein Zuführen einer aufgeschmolzenen Schleudergussmasse, die insbesondere ein geschmolzener Grauguss ist, besonderes bevorzugt ein geschmolzener lamellarer Grauguss ist, in die mit der Schlichte beschichtete Kokillenform. Anschließend erfolgt ein Schleudergießen der zugeführten Schleudermasse. Es ist dann ein Abkühlen der schleudergegossenen Schleudermasse vorgesehen, so dass diese zu einem rohrförmigen Gussrohling erstarrt. Es folgt ein Abstrahlen des abgekühlten rohrförmigen Gussrohlings, und ein Erzeugen der Bremsscheibe mit dem ersten Ringabschnitt mit der stirnseitig angeordneten ersten Bremsfläche und dem zweiten Ringabschnitt mit der stirnseitig angeordneten zweiten Bremsfläche durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere durch Abdrehen oder Fräsen. The method includes providing a centrifugal casting machine with a chill mold for centrifugal casting, the chill mold being in particular cylindrical, preferably tubular. Furthermore, the method includes the step of applying a sizing to an inside of the chill mold. Furthermore, it is provided that the method involves feeding a molten centrifugal casting mass, which is in particular a molten gray cast iron, particularly preferably a molten lamellar gray cast iron, into the chill mold coated with the wash. This is followed by centrifugal casting of the supplied centrifugal mass. The centrifugally cast centrifugal mass is then cooled, so that it solidifies to form a tubular cast blank. The cooled tubular cast blank is then sandblasted and the brake disc is produced with the first ring section with the first braking surface arranged on the front side and the second ring section with the second braking surface arranged on the front side by mechanical processing, in particular by turning or milling.
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. 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. In particular, it can be preferred that the chill mold is designed to produce a single friction ring or a plurality of friction rings individually in the centrifugal casting process. In the case of the isolated production of a friction ring, it should be understood in particular that friction rings produced in this way already have a basic shape of a friction ring intended for operation after centrifugal casting. In particular, with this type of isolated production of a friction ring, it is not necessary to cut individual friction ring blanks from the cast blank.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Fortbildungen wird auch auf die vorangehende Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremsscheibe, der Scheibenbremse sowie des Fahrzeugs verwiesen. For further advantages, design variants and design details of the method according to the invention and the further developments, reference is also made to the previous one Referenced description of the corresponding features and developments of the friction ring, the brake disc, the disc brake and the vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schritt des Erzeugens der Bremsscheibe ein Absägen eines Bremsscheibenrohlings von dem abgekühlten Gussrohling umfasst. According to a preferred development of the method, it is provided that the step of producing the brake disk includes sawing off a brake disk blank from the cooled cast blank.
Ferner ist in bevorzugter weise ergänzend oder alternativ vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Furthermore, it is preferably additionally or alternatively provided that the method comprises the following steps:
- Einbringen von Durchgangsbohrungen, insbesondere in einer Radialrichtung, vorzugsweise in den Ringverbindungsabschnitt, und/oder - Introducing through-holes, in particular in a radial direction, preferably in the ring connecting section, and/or
- Einbringen mehrerer Kühlungskanäle, die sich zwischen der ersten und zweiten Bremsfläche, insbesondere durch Verbindungsstege des Ringverbindungsabschnitts, erstrecken, und/oder - Introducing a plurality of cooling channels, which extend between the first and second braking surface, in particular through connecting webs of the ring connecting section, and/or
- Einbringen einer Nut oder mehrerer Nuten in die erste und/oder zweite Bremsfläche. - Introduction of a groove or grooves in the first and / or second braking surface.
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 1000 Sekunden und 3000 Sekunden erfolgt. Dies ermöglicht die Herstellung eines Reibrings der eine vergleichsweise hohe Reibwirkung mit einer langen Lebensdauer des Reibrings ermöglicht. According to a preferred development of the method, it is provided that 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 1000 seconds and 3000 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.
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. Furthermore, according to a preferred development of the method, it is provided that the cooling step takes place over a cooling time in a range between 10 seconds and 180 seconds.
Ferner ist es nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass der Schritt des Aufbringens der Schlichteschicht auf der Innenseite der Kokillenform umfasst: Aufbringen der 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. Furthermore, according to a preferred embodiment of the method, it is provided that the step of applying the sizing layer on the inside of the chill mold comprises: Application of the size layer at a speed in a range between 400 revolutions per minute and 1,800 revolutions per minute over a first application time in a range between 10 seconds and 50 seconds.
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. According to a further preferred development of the method, it is provided that 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.
Die erfindungsgemäßen Verfahren und ihre möglichen Fortbildungen weisen Merkmale bzw. Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen für einen erfindungsgemäßen Reibring und/oder eine erfindungsgemäße Bremsscheibe und/oder eine erfindungsgemäße Scheibenbremse und/oder ein erfindungsgemäßes Fahrzeug sowie die jeweiligen Fortbildungen verwendet zu werden. The methods according to the invention and their 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 disc according to the invention and/or a disc brake according to the invention and/or a vehicle according to the invention as well as the respective developments.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails dieser weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Reibrings, der Bremsscheibe, der Scheibenbremse, und des Fahrzeugs verwiesen. For further advantages, design variants and design details of these further aspects 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 disc, the disc brake and the vehicle.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the invention are explained by way of example with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 : eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einesFig. 1: a schematic side view of an exemplary embodiment of a
Fahrzeugs mit einer Scheibenbremse in einer bevorzugten Ausführungsform; Vehicle with a disc brake in a preferred embodiment;
Fig. 2: eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einesFig. 2: a schematic view of a preferred embodiment of a
Reibrings der in Figur 1 vorgesehenen bevorzugten Ausführungsform der Scheibenbremse; Friction ring of the preferred embodiment of the disc brake provided in FIG. 1;
Fig. 3: eine schematische Draufsicht der in Figur 2 vorgesehenen bevorzugtenFIG. 3: a schematic top view of the preferred ones provided in FIG
Ausführungsform des Reibrings; Embodiment of the friction ring;
Fig. 4: eine schematische Seitenansicht der in Figur 2 vorgesehenen bevorzugtenFIG. 4: a schematic side view of the preferred ones provided in FIG
Ausführungsform des Reibrings; Fig. 5: eine schematische Schnittansicht des in der Figur 4 in der Seitenansicht schematisch dargestellten Reibrings; und Embodiment of the friction ring; FIG. 5 shows a schematic sectional view of the friction ring shown schematically in a side view in FIG. 4; and
Fig. 6: ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einesFig. 6: a schematic block diagram of a preferred embodiment of a
Verfahrens zur Herstellung eines Reibrings für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs zur Herstellung einer zuvor dargestellten Scheibenbremse 2 mit einem zuvor dargestellten Reibring 1 . Method for producing a friction ring for a brake disc of a disc brake of a vehicle for producing a disc brake 2 shown above with a friction ring 1 shown above.
Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Lastkraftfahrzeugs 3 mit einer Scheibenbremse 2 in einer bevorzugten Ausführungsform. Die Scheibenbremse 2 weist eine Bremsscheibe mit einem Reibring auf, wie dieser beispielhaft in Bezug zu den Figuren 2 bis 5 nachstehend im Detail beschrieben wird. Für den Betrieb der Scheibenbremse 2 ist der Reibring mit einem Flansch drehmomentfest verbunden. Über den Flansch ist die Bremsscheibe wiederum drehmomentfest mit einer Radnabe, an der ein Rad bzw. eine Felge des Fahrzeugs 3 befestigt wird, drehmomentfest verbunden. Um eine Bremswirkung zu erzielen, umfasst die Scheibenbremse 2 einen Bremssattel, der im Betrieb der Scheibenbremse in Bezug auf die Bremsscheibe an dem Chassis des Fahrzeugs 3 feststehend angeordnet ist. Der Bremssattel ist dabei derart angeordnet, dass dieser die Bremsscheibe 1 teilweise umschließt. Um das Fahrzeug 3 abzubremsen, weist der Bremssattel einen Bremsklotz zum Betätigen von Bremsbelägen sowie die Bremsbeläge auf, die im Falle einer Bremsbetätigung an der Bremsscheibe anliegen, so dass das Fahrzeug abgebremst wird. Wird die Scheibenbremse nicht betätigt, liegen die Bremsbeläge nicht an der Scheibenbremse bzw. dem Reibring an. In der Regel sind die Bremsbeläge dann beabstandet zu der Bremsscheibe angeordnet. Somit lässt sich mittels der Scheibenbremse für ein Fahrzeug beispielsweise eine Drehbewegung des Rads bzw. der Felge des Fahrzeugs relativ zu einem Chassis des Fahrzeugs verzögern oder auch vollständig unterbinden. Figure 1 is a schematic side view of an exemplary embodiment of a truck 3 with a disc brake 2 in a preferred embodiment. The disk brake 2 has a brake disk with a friction ring, as is described in detail below by way of example with reference to FIGS. For the operation of the disc brake 2, the friction ring is connected torque-proof to a flange. Via the flange, the brake disc is in turn connected in a torque-proof manner to a wheel hub, to which a wheel or a rim of the vehicle 3 is fastened. In order to achieve a braking effect, the disc brake 2 comprises a brake caliper which, during operation of the disc brake, is arranged on the chassis of the vehicle 3 in a stationary manner in relation to the brake disc. The brake caliper is arranged in such a way that it partially encloses the brake disc 1 . In order to brake the vehicle 3, the brake caliper has a brake pad for actuating brake pads and the brake pads, which rest against the brake disc when the brakes are actuated, so that the vehicle is braked. If the disc brake is not actuated, the brake pads are not in contact with the disc brake or the friction ring. As a rule, the brake pads are then arranged at a distance from the brake disc. Thus, for example, a rotational movement of the wheel or the rim of the vehicle relative to a chassis of the vehicle can be delayed or even completely prevented by means of the disk brake for a vehicle.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Reibrings 1 aus Grauguss der in Figur 1 vorgesehenen bevorzugten Ausführungsform der Scheibenbremse 2. Der Reibring 1 weist in Bezug auf eine Axialrichtung A mehrere ringförmige Abschnitte auf. Dies ist zum einen ein erster Ringabschnitt 10 mit einer stirnseitig ausgebildeten ersten Bremsfläche 10a und zum anderen ein zweiter Ringabschnitt 11 , der stirnseitig eine zweite Bremsfläche 11 a ausbildet. Es ist zu erkennen, dass der erste und zweite Ringabschnitt 10, 11 zueinander koaxial ausgerichtet und in Axialrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Der erste und zweite Ringabschnitt 10, 11 sind dabei derart zueinander ausgerichtet, dass die erste und zweite Bremsfläche 10a, 11 a sich orthogonal zu der Axialrichtung A erstrecken und voneinander abgewandt sind, stirnseitig also nach außen gerichtet sind. Durch diese Anordnung und Ausrichtung können die erste und zweite Bremsfläche 10a, 11 a im Betrieb der Scheibenbremse mit den in dem Bremssattel angeordneten Bremsbelägen beim Bremsen des Fahrzeugs in Kontakt treten. FIG. 2 shows a schematic view of a preferred embodiment of a friction ring 1 made of gray cast iron of the preferred embodiment of the disc brake 2 provided in FIG. On the one hand, this is a first ring section 10 with a first braking surface 10a formed on the front side, and on the other hand a second ring section 11, which forms a second braking surface 11a on the front side. It can be seen that the first and second ring sections 10, 11 are aligned coaxially with one another and are arranged at a distance from one another in the axial direction. The first and second ring sections 10, 11 are aligned with one another in such a way that the first and second braking surface 10a, 11a extend orthogonally to the axial direction A and face away from each other, ie face outwards. Due to this arrangement and orientation, the first and second braking surface 10a, 11a can come into contact with the brake pads arranged in the brake caliper when the vehicle is braking during operation of the disc brake.
Der erste und zweite Ringabschnitt 10, 11 werden durch einen Ringverbindungsabschnitt 12 miteinander verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der erste und zweite Ringabschnitt 10, 11 sowie der Ringverbindungsabschnitt 12 einstückig als Schleudergussteil ausgebildet sind. Dies bedeutet insbesondere, dass der erste und zweite Ringabschnitt 10, 11 sowie der Ringverbindungsabschnitt 12 in einemThe first and second ring sections 10, 11 are connected to each other by a ring connecting section 12. FIG. According to the invention it is provided that the first and second ring section 10, 11 and the ring connecting section 12 are formed in one piece as a centrifugally cast part. This means in particular that the first and second ring section 10, 11 and the ring connecting section 12 in one
Schleudergussverfahren hergestellt sind. Insbesondere ist darunter zu verstehen, dass die einzelnen Abschnitte 10, 11 , 12 nicht miteinander verschweißt sind oder in form- oder kraftschlüssiger Weise miteinander verbunden sind. Es ist aber zu verstehen, dass der als einstückiges Schleudergussteil ausgebildete Reibring 1 von einem durch Schleuderguss hergestellten rohrförmigen Gussrohling abgelängt und/oder teilweise mechanisch nachbearbeitet werden kann. Centrifugal casting are made. In particular, this means that the individual sections 10, 11, 12 are not welded to one another or connected to one another in a positive or non-positive manner. However, it should be understood that the friction ring 1, which is designed as a one-piece centrifugally cast part, can be cut to length from a tubular cast blank produced by centrifugal casting and/or can be partially post-processed mechanically.
Es ist zu erkennen, dass sich der Reibring 1 in Axialrichtung zwischen der ersten und zweiten Bremsfläche 10a, 11 a über eine Ringbreite erstreckt. Es wird auch deutlich, dass sich der erste und zweite Ringabschnitt 10, 11 sowie der Ringverbindungsabschnitt 12 jeweils über eine Abschnittsbreite erstrecken. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abschnittsbreite des ersten und zweiten Ringabschnitts 10, 11 kleiner ist als die Abschnittsbreite des Ringverbindungsabschnitts 12. Es kann alternativ selbstverständlich auch bevorzugt sein, dass die Abschnittsbreite des ersten und zweiten Ringabschnitts 10, 11 größer ist als die Abschnittsbreite des Ringverbindungsabschnitts 12. It can be seen that the friction ring 1 extends in the axial direction between the first and second braking surfaces 10a, 11a over a ring width. It is also clear that the first and second ring sections 10, 11 and the ring connecting section 12 each extend over a section width. In this preferred embodiment, it is provided that the section width of the first and second ring sections 10, 11 is smaller than the section width of the ring connecting section 12. Alternatively, of course, it can also be preferred that the section width of the first and second ring sections 10, 11 is larger than the Section width of the ring connection section 12.
Weiterhin ist zu erkennen, dass der Reibring sich in einer Radialrichtung R, orthogonal zu der Axialrichtung A, zwischen einer Ringscheibeninnenumfangsfläche und einer Ringscheibenaußenumfangsfläche erstreckt, wobei die Ringscheibenaußenumfangsfläche in Bezug zu der Ringscheibeninnenumfangsfläche in Radialrichtung R außen liegt. Insofern weist die Ringscheibeninnenumfangsfläche einen Innendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Außendurchmesser der Ringscheibenaußenumfangsfläche. Figur 2 verdeutlicht, dass die einzelnen Abschnitte 10, 1 1 , 12 des Reibrings 1 Ringscheibeninnenumfangsflächen mit unterschiedlichen Innendurchmessern sowie Ringscheibenaußenumfangsfläche mit unterschiedlichen Außendurchmessern aufweisen können. In der in Figur 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Innendurchmesser der Ringscheibeninnenumfangsflächen der beiden Ringabschnitte 10, 11 sowie die Außendurchmesser der Ringscheibenaußenumfangsflächen der beiden Ringabschnitte 10, 11 identisch sind. Ferner ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser der Ringscheibenaußenumfangsfläche des Ringverbindungsabschnitts 12 kleiner ist als der Außendurchmesser des ersten und zweiten Ringabschnitts 10, 11. Der Innendurchmesser der Ringscheibeninnenumfangsfläche des Ringverbindungsabschnitts 12 ist hingegen größer als der Innendurchmesser der Ringscheibeninnenumfangsflächen des ersten und zweiten Ringabschnitts 10, 11. Hierdurch ergibt sich im Ringverbindungsabschnitt 12 sowohl auf der Außenseite als auch an der Innenseite eine ringförmig umlaufe Nut. Dies verdeutlich auch die schematische Schnittansicht in Figur 5. It can also be seen that the friction ring extends in a radial direction R, orthogonal to the axial direction A, between an inner peripheral surface of the annular disk and an outer peripheral surface of the annular disk, with the outer peripheral surface of the annular disk being located on the outside in relation to the inner peripheral surface of the annular disk in radial direction R. In this respect, the inner peripheral surface of the annular disk has an inner diameter that is smaller than an outer diameter of the outer peripheral surface of the annular disk. FIG. 2 makes it clear that the individual sections 10, 11, 12 of the friction ring 1 can have annular disk inner peripheral surfaces with different inside diameters and annular disk outer peripheral surface with different outside diameters. In the one shown in Figure 2 In a preferred embodiment, it is provided that the inner diameter of the annular disk inner peripheral surfaces of the two ring sections 10, 11 and the outer diameter of the annular disk outer peripheral surfaces of the two ring sections 10, 11 are identical. It is also provided that the outside diameter of the ring disk outer peripheral surface of the ring connecting section 12 is smaller than the outside diameter of the first and second ring section 10, 11. The inside diameter of the ring disk inner peripheral surface of the ring connecting section 12 is larger than the inside diameter of the ring disk inner peripheral surfaces of the first and second ring section 10, 11. This results in an annular circumferential groove in the ring connecting section 12 both on the outside and on the inside. This is also illustrated by the schematic sectional view in Figure 5.
Der Ringverbindungsabschnitt 12 weist mehrere Durchgangsbohrungen 15 auf, die sich für Kühlungszwecke zylinderförmig mit einem kreisförmigen Querschnitt zwischen der Ringscheibeninnenumfangsfläche und der Ringscheibenaußenumfangsfläche erstrecken. In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen 15 sich im Wesentlichen in der Radialrichtung R erstrecken. Die Durchgangsbohrungen werden durch zerspanendes Bearbeiten des Schleudergussteils erzeugt. Dabei werden in bevorzugter Weise an der Oberfläche der Bohrungswände der Durchgangsbohrungen 15 Mittenrauwerte Ra von maximal 50 pm erzeugt, es sind allerdings auch kleinere Mitten rau werte möglich, wie dies in Bezug zu der allgemeinen Beschreibung erläutert wurde. Die Durchgangsbohrungen wurden vorliegend solcher Art in den Reibring 1 bzw. in dessen Ringverbindungsabschnitt 12 eingebracht, dass diese in Umfangsrichtung U zueinander äquidistant beabstandet angeordnet sind. Aufgrund des konstanten Querschnitts in Radialrichtung ist allerdings zu verstehen, dass der Abstand zwischen den in Umfangsrichtung benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen 15 ausgehend von der Ringscheibenaußenumfangsfläche in Richtung der Ringscheibeninnenumfangsfläche abnimmt. Dies verdeutlich stark schematisch vereinfacht die schematische Schnittansicht des in der Figur 2 dargestellten Reibrings 1. Jedenfalls ist zu erkennen, dass durch diese Anordnung der Durchgangsbohrungen der Ringverbindungsabschnitt 12 zwischen benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen 15 Verbindungsstege 16 ausbildet, die den ersten und zweiten Ringabschnitt miteinander verbinden. Dies wird insbesondere in Figur 3 deutlich. The annular connecting section 12 has a plurality of through bores 15 which extend in a cylindrical shape with a circular cross section between the annular disk inner peripheral surface and the annular disk outer peripheral surface for cooling purposes. In the present preferred exemplary embodiment, it is provided that the through bores 15 extend essentially in the radial direction R. The through holes are produced by machining the centrifugally cast part. In this case, average roughness values R a of a maximum of 50 μm are preferably generated on the surface of the bore walls of the through bores 15, but smaller average roughness values are also possible, as was explained in relation to the general description. In the present case, the through bores were made in the friction ring 1 or in its ring connecting section 12 in such a way that they are arranged equidistantly from one another in the circumferential direction U. Due to the constant cross section in the radial direction, however, it is to be understood that the distance between the through bores 15 arranged adjacent in the circumferential direction decreases, starting from the outer peripheral surface of the annular disk in the direction of the inner peripheral surface of the annular disk. This is illustrated in a greatly simplified, schematic sectional view of the friction ring 1 shown in FIG. 2. In any case, it can be seen that this arrangement of the through bores of the ring connecting section 12 forms connecting webs 16 between adjacent through bores 15, which connect the first and second ring sections to one another. This becomes particularly clear in FIG.
Selbstverständlich können die Durchgangsbohrungen auch eine andere Form und Anordnung aufweisen. Beispielsweise kann bevorzugt sein, dass der Querschnitt der Durchgangsbohrungen 15 zwischen der Ringscheibenaußenumfangsfläche und der Ringscheibeninnenumfangsfläche variiert, insbesondere abnimmt oder zunimmt. In bevorzugten Ausführungsform kann ferner bevorzugt sein, dass die Durchgangsbohrungen geschwungen zwischen der Ringscheibenaußenumfangsfläche und der Ringscheibeninnenumfangsfläche ausgebildet sind. Geschwungen ausgebildete Durchgangsbohrungen lassen sich beispielsweise fräsend herstellen. Of course, the through-holes can also have a different shape and arrangement. For example, it may be preferred that the cross section of the through bores 15 between the ring disk outer peripheral surface and the Ring disc inner peripheral surface varies, in particular decreases or increases. In a preferred embodiment, it can also be preferred that the through-holes are formed in a curved manner between the outer peripheral surface of the annular disk and the inner peripheral surface of the annular disk. Curved through holes can be produced by milling, for example.
In der in Figur 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Reibrings 1 ist eine einreihige Anordnung der Durchgangsbohrungen 15 vorgesehen. Es kann auch bevorzugt sein, Reibringe mit mehrreihig angeordneten Durchgangsbohrungen vorzusehen. In diesem Fall können die Reibringe mehrere Reihen von Durchgangsbohrungen aufweisen, die in Axialrichtung A parallel verschoben angeordnet sind. Ergänzend oder alternativ kann auch bevorzugt sein, dass die mehrere Reihen von Durchgangsbohrungen 15 in Umfangsrichtung U versetzt zueinander angeordnet sind. In the preferred embodiment of the friction ring 1 shown in FIG. 2, a single-row arrangement of the through bores 15 is provided. It can also be preferred to provide friction rings with through bores arranged in multiple rows. In this case, the friction rings can have a plurality of rows of through bores, which are arranged in the axial direction A and are offset in parallel. In addition or as an alternative, it can also be preferred that the multiple rows of through bores 15 are arranged offset in relation to one another in the circumferential direction U.
In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist bevorzugt, dass die Durchgangsbohrungen 15 einen Bohrungsdurchmesser D aufweisen, der im Wesentlichen der Abschnittsbreite des Ringverbindungsabschnitts 12 entspricht. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann es bevorzugt sein, dass der Bohrungsdurchmesser D kleiner ist als die Abschnittsbreite des Ringverbindungsabschnitts 12. Es kann alternativ selbstverständlich auch bevorzugt sein, dass der Bohrungsdurchmesser D größer ist als die Abschnittsbreite des Ringverbindungsabschnitts 12. In the present preferred embodiment, it is preferable that the through holes 15 have a hole diameter D substantially equal to the section width of the ring connection section 12 . In an alternative preferred embodiment, it may be preferable for the bore diameter D to be smaller than the section width of the ring connection section 12. Alternatively, of course, it may also be preferable for the bore diameter D to be larger than the section width of the ring connection section 12.
Die in Figur 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsform des Reibrings 1 weist ferner mehrere Perforationsbohrungen 17 auf, die sich zwischen der der ersten und zweiten Bremsfläche 10a, 1 1 a erstrecken. In der vorliegenden bevorzugten Fortbildung ist vorgesehen, dass die Perforationsbohrungen 17 sich im Wesentlichen in Axialrichtung als zylinderförmige Kanäle mit einem kreisförmigen Querschnitt erstrecken. Diese dienen einerseits zur Aufnahme von Schmutz und unterbrechen bei nasser Umgebung einen dann auf den Bremsflächen entstehenden dünnen Flüssigkeitsfilm. Hierdurch kann trotz Schmutz und Nässe eine erforderliche Bremsleistung gewährleistet werden. Es ist zu verstehen, dass ergänzend oder alternativ zu den Perforationsbohrungen auch Nuten, beispielsweise gefräste Spiralnuten oder dergleichen vorgesehen werden können, die ebenfalls die Funktion haben, einen möglichen Flüssigkeitsfilm zu unterbrechen und Schmutz aufzunehmen. The preferred embodiment of the friction ring 1 illustrated in FIG. 2 also has a plurality of perforation bores 17 which extend between the first and second braking surfaces 10a, 11a. In the present preferred development, it is provided that the perforation bores 17 extend essentially in the axial direction as cylindrical channels with a circular cross section. On the one hand, these serve to absorb dirt and, in a wet environment, interrupt a thin film of liquid that then forms on the braking surfaces. As a result, the necessary braking performance can be guaranteed despite dirt and moisture. It is to be understood that, in addition to or as an alternative to the perforation bores, grooves, for example milled spiral grooves or the like, can also be provided, which also have the function of interrupting a possible liquid film and absorbing dirt.
Figur 6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens 1000 zur Herstellung des zuvor beschriebenen Reibrings 1 für die Bremsscheibe der Scheibenbremse 2 des in Figur 1 schematisch dargestellten Fahrzeugs.Figure 6 shows a schematic block diagram of a preferred embodiment of a method 1000 for producing the friction ring 1 described above for Brake disk of the disk brake 2 of the vehicle shown schematically in FIG.
Zur Herstellung des Reibrings 1 umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: To produce the friction ring 1, the method includes the following steps:
Das Verfahren 1000 umfasst ein Bereitstellen 1010 einer Schleudergießmaschine mit einer Kokillenform zum Schleudergießen, wobei die Kokillenform insbesondere zylinderförmig, vorzugsweise rohrförmig, ausgebildet ist. Ferner umfasst das Verfahren 1000 den Schritt eines Aufbringens 1020 einer Schlichte auf eine Innenseite der Kokillenform. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Verfahren 1000 ein Zuführen 1030 einer aufgeschmolzenen Schleudergussmasse, die insbesondere ein geschmolzener Grauguss ist, besonderes bevorzugt ein geschmolzener lamellarer Grauguss ist, in die mit der Schlichte beschichtete Kokillenform. Anschließend erfolgt ein Schleudergießen 1040 der zugeführten Schleudermasse. Es ist dann ein Abkühlen 1050 der schleudergegossenen Schleudermasse vorgesehen, so dass diese zu einem rohrförmigen Gussrohling erstarrt. Es folgt ein Abstrahlen 1060 des abgekühlten rohrförmigen Gussrohlings, und ein Erzeugen 1070 der Bremsscheibe mit dem ersten Ringabschnitt mit der stirnseitig angeordneten ersten Bremsfläche und dem zweiten Ringabschnitt mit der stirnseitig angeordneten zweiten Bremsfläche durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere durch Abdrehen oder Fräsen. Ferner ist ein Einbringen 1080 von Durchgangsbohrungen 15, insbesondere in einer Radialrichtung R, vorzugsweise in den Ringverbindungsabschnitt 12, sowie ein Einbringen 1090 mehrerer Perforationsbohrungen 17, die sich zwischen der ersten und zweiten Bremsfläche 10a, 11 a, insbesondere durch Verbindungsstege 16 des Ringverbindungsabschnitts 12, erstrecken, vorgesehen. The method 1000 includes providing 1010 a centrifugal casting machine with a permanent mold for centrifugal casting, the permanent mold being in particular cylindrical, preferably tubular. Furthermore, the method 1000 includes the step of applying 1020 a coating to an inside of the chill mold. Provision is also made for the method 1000 to supply 1030 a melted centrifugal casting compound, which is in particular a melted gray cast iron, particularly preferably a melted lamellar gray cast iron, into the chill mold coated with the wash. This is followed by centrifugal casting 1040 of the supplied centrifugal mass. A cooling 1050 of the centrifugally cast centrifugal mass is then provided, so that it solidifies into a tubular cast blank. The cooled tubular cast blank is then blasted 1060 and the brake disc is produced 1070 with the first ring section with the first braking surface arranged on the front side and the second ring section with the second braking surface arranged on the front side by mechanical processing, in particular by turning or milling. Furthermore, it is possible to introduce 1080 through bores 15, in particular in a radial direction R, preferably in the ring connecting section 12, as well as to introduce 1090 several perforation bores 17, which are located between the first and second braking surface 10a, 11a, in particular through connecting webs 16 of the ring connecting section 12, extend, provided.
Bezuqszeichenliste Reference character list
1 Reibring 1 friction ring
2 Scheibenbremse 2 disc brake
3 Fahrzeug 3 vehicle
10 erster Ringabschnitt 10 first ring section
10a erste Bremsfläche 10a first braking surface
11 zweiter Ringabschnitt 11 second ring section
11 a zweite Bremsfläche 11 a second braking surface
12 Ringverbindungsabschnitt 12 ring connection section
13 Ringinnenumfangsfläche 13 ring inner peripheral surface
14 Ringaußenumfangsfläche 14 ring outer peripheral surface
15 Durchgangsbohrungen 15 through holes
15a Oberfläche 15a surface
16 Verbindungssteg 16 connecting bridge
17 Perforationsbohrungen 17 perforation holes
A Axialrichtung A axial direction
D Bohrungsdurchmesser D bore diameter
R Radialrichtung R radial direction
U Umfangsrichtung U circumferential direction

Claims

Ansprüche Reibring (1) für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse (2), vorzugsweise eines Fahrzeugs (3), der Reibring (1) aufweisend: Claims Friction ring (1) for a brake disc of a disc brake (2), preferably of a vehicle (3), the friction ring (1) having:
- einen ersten Ringabschnitt (10) mit einer stirnseitig ausgebildeten ersten Bremsfläche (10a) und einen von dem ersten Ringabschnitt (10) in einer Axialrichtung (A) beabstandet angeordnete zweiten Ringabschnitt (11) mit einer stirnseitig ausgebildeten zweiten Bremsfläche (11 a), - a first ring section (10) with a first braking surface (10a) formed on the front side and a second ring section (11) arranged at a distance from the first ring section (10) in an axial direction (A) and having a second braking surface (11a) formed on the front side,
- einen Ringverbindungsabschnitt (12), der den ersten Ringabschnitt (10) mit dem zweiten Ringabschnitt (11) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass - a ring connecting portion (12) connecting the first ring portion (10) to the second ring portion (11), characterized in that
- der Reibring (1) als einstückiges Schleudergussteil ausgebildet ist. Reibring (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 1 , wobei sich der- The friction ring (1) is designed as a one-piece centrifugally cast part. Friction ring (1) according to the preceding claim 1, wherein the
Ringverbindungsabschnitt (12) zwischen einer in einer Radialrichtung (R) innenliegenden Verbindungsringinnenumfangsfläche (13) und einer in der Radialrichtung (R) außenliegenden Verbindungsringaußenumfangsfläche (14) erstreckt, und mehrere Durchgangsbohrungen (15) aufweist, die sich von der Verbindungsringinnenumfangsfläche (13) zu derRing connecting section (12) extends between a connecting ring inner peripheral surface (13) lying on the inside in a radial direction (R) and a connecting ring outer peripheral surface (14) lying on the outside in the radial direction (R), and has a plurality of through holes (15) extending from the connecting ring inner peripheral surface (13) to the
Verbindungsringaußenumfangsfläche (14) erstrecken. Reibring (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 2, wobei die Durchgangsbohrungen (15) Connecting ring outer peripheral surface (14) extend. Friction ring (1) according to the preceding claim 2, wherein the through bores (15)
- sich im Wesentlichen in der Radialrichtung (R) erstrecken, und/oder - extend substantially in the radial direction (R), and/or
- einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, und/oder - have a circular cross-section, and/or
- zylinderförmig ausgebildet sind. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-3, wobei die Durchgangsbohrungen (15) eine Bohrungswand aufweisen, deren Oberfläche (15a) einen Mitten rau werte Ra von maximal 50 pm, 25 pm, 12,5 pm, 10 pm, 7,5 pm, 5 pm, 2,5 pm oder 1 pm aufweist. - Are cylindrical. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 2-3, wherein the through bores (15) have a bore wall whose surface (15a) has an average roughness Ra of maximum 50 pm, 25 pm, 12.5 pm, 10 pm, 7.5 pm, 5 pm, 2.5 pm or 1 pm.
5. Reibring (1) nach einem dervorhergehenden Ansprüche 1-4, wobei die benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen (15) in einer Umfangsrichtung (U) mit einem Abstand beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen (15) konstant ist oder verschieden ist. 5. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1-4, wherein the adjacently arranged through bores (15) are arranged at a distance from one another in a circumferential direction (U), the distance between the adjacently arranged through bores (15) being constant or is different.
6. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, wobei 6. friction ring (1) according to any one of the preceding claims 1-5, wherein
- die Durchgangsbohrungen (15) in der Umfangsrichtung (U) äquidistant beabstandet angeordnet sind, und/oder - the through bores (15) are arranged equidistantly spaced in the circumferential direction (U), and/or
- die Durchgangsbohrungen (15) einreihig oder mehrreihig angeordnet sind. - The through-holes (15) are arranged in one or more rows.
7. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6, wobei die Durchgangsbohrungen (15) einen Bohrungsdurchmesser (D) aufweisen und 7. Friction ring (1) according to any one of the preceding claims 1-6, wherein the through bores (15) have a bore diameter (D) and
- der Abstand zwischen in der Umfangsrichtung (U) benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen (15) mindestens dem Bohrungsdurchmesser (D) entspricht, und/oder - the distance between through bores (15) arranged adjacent in the circumferential direction (U) corresponds at least to the bore diameter (D), and/or
- der Ringverbindungsabschnitt (12) in der Axialrichtung (A) eine Ringbreite aufweist, die größer ist als der Bohrungsdurchmesser (D) oder kleiner ist als der Bohrungsdurchmesser (D) oder dem Bohrungsdurchmesser (D) entspricht. - the ring connecting section (12) has a ring width in the axial direction (A) which is larger than the bore diameter (D) or smaller than the bore diameter (D) or corresponds to the bore diameter (D).
8. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-7, wobei der Ringverbindungsabschnitt (12) zwischen benachbart angeordneten Durchgangsbohrungen (15) jeweils als Verbindungssteg (16) ausgebildet ist, der den ersten und zweiten Ringabschnitt (10, 11) miteinander verbindet. 8. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1-7, wherein the ring connecting section (12) between adjacently arranged through bores (15) is in each case designed as a connecting web (16) which connects the first and second ring sections (10, 11) to one another .
9. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, wobei sich zwischen der ersten und zweiten Bremsfläche (10a, 11 a) mehrere Perforationsbohrungen (17) erstrecken. 10. Reibring (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 9, wobei die Perforationsbohrungen (17) 9. Friction ring (1) according to any one of the preceding claims 1-8, wherein a plurality of perforation bores (17) extend between the first and second braking surface (10a, 11a). 10. Friction ring (1) according to the preceding claim 9, wherein the perforation bores (17)
- sich zwischen der ersten Bremsfläche (10a) und der zweiten Bremsfläche (11a), vorzugsweise im Wesentlichen in der Axialrichtung, erstrecken, und/oder - extend between the first braking surface (10a) and the second braking surface (11a), preferably essentially in the axial direction, and/or
- einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, und/oder - have a circular cross-section, and/or
- zylinderförmig ausgebildet sind, und/oder - Are cylindrical, and / or
- derart angeordnet sind, dass diese sich durch die Verbindungsstege (16) des Ringverbindungsabschnitts (12) hindurch erstrecken, und/oder - are arranged in such a way that they extend through the connecting webs (16) of the ring connecting section (12), and/or
- derart angeordnet sind, dass diese sich durch die Durchgangsbohrungen (15) des Ringverbindungsabschnitts (12) hindurch erstrecken, und/oder - are arranged in such a way that they extend through the through bores (15) of the ring connecting section (12), and/or
- in der Umfangsrichtung (U) mindestens mit einem Abstand zueinander beabstandet angeordnet sind, der größer ist als der Bohrungsdurchmesser (D). - Are arranged spaced apart from one another in the circumferential direction (U) at least by a distance which is greater than the bore diameter (D).
11. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-10, wobei der Reibring (1) aus Grauguss, insbesondere aus einem lamellaren Grauguss oder Sphäroguss, besteht. 11. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1-10, wherein the friction ring (1) consists of gray cast iron, in particular of a lamellar gray cast iron or nodular cast iron.
12. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-11 , 12. friction ring (1) according to any one of the preceding claims 1-11,
- wobei der erste Ringabschnitt (10) und/oder der zweite Ringabschnitt (11) sich zwischen einer in Radialrichtung innenliegenden Ringscheibeninnenumfangsfläche und einer dazu in Radialrichtung außenliegenden Ringscheibenaußenumfangsfläche mit einer Ringscheibenhöhe erstreckt, wobei die Ringscheibenhöhe vorzugsweise mindestens 10 mm und maximal 300 mm beträgt, und/oder - wherein the first ring section (10) and/or the second ring section (11) extends between an inner circumferential surface of the annular disk lying on the inside in the radial direction and an outer circumferential surface of the annular disk lying on the outside in the radial direction with an annular disk height, wherein the annular disk height is preferably at least 10 mm and at most 300 mm, and /or
- der Ringverbindungsabschnitt (12) sich zwischen der Verbindungsringinnenumfangsfläche (13) und der Verbindungsringaußenumfangsfläche (14) in Radialrichtung (R) mit einer Verbindungsringhöhe erstreckt, wobei die Verbindungsringhöhe vorzugsweise mindestens 5 mm und maximal 300 mm beträgt, wobei vorzugsweise die Verbindungsringhöhe kleiner ist als die Ringscheibenhöhe. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Härtegrad ausgehend von einer in Radialrichtung außenliegenden Ringaußenumfangsfläche zu einer in Bezug zu der Ringaußenumfangsfläche in Radialrichtung innenliegende Ringinnenumfangsfläche in der Radialrichtung (R) abnimmt oder konstant ist. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, wobei 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. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, 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 15, aufweisend ein Gefüge umfassend Perlit, insbesondere lamellaren Perlit, Steadit und Ferrit als Gefügebestandteile. Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, 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 - The ring connecting portion (12) between the connecting ring inner peripheral surface (13) and the Connecting ring outer peripheral surface (14) extends in the radial direction (R) with a connecting ring height, the connecting ring height preferably being at least 5 mm and a maximum of 300 mm, the connecting ring height preferably being smaller than the annular disc height. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1 to 12, wherein a degree of hardness decreases in the radial direction (R) or is constant, starting from an outer ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction to an inner ring peripheral surface lying on the inside in relation to the ring outer peripheral surface in the radial direction. Friction ring (1) according to any one of the preceding claims 1 to 13, wherein the friction ring has an annular inner peripheral area, which extends from the ring inner peripheral surface in the direction of the ring outer peripheral surface, and has an annular outer peripheral area which, starting from the ring outer peripheral surface, extends in the direction of the ring inner peripheral surface , and 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. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1 to 14, wherein 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. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1 to 15, having a structure comprising pearlite, in particular lamellar pearlite, steadite and ferrite as structural components. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1 to 16, wherein 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
- 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 17, wobei der Gefügebestandteil Ferrit ausgehend von einer in Radialrichtung außenliegenden Ringaußenumfangsfläche zu einer in Bezug zu der Ringaußenumfangsfläche in Radialrichtung innenliegende Ringinnenumfangsfläche in der Radialrichtung (R) abnimmt und/oder der Gefügebestandteil Ferrit überwiegend angrenzend zu der Ringaußenumfangsfläche vorgesehen ist. Bremsscheibe für eine Scheibenbremse (2) eines Fahrzeugs (3), aufweisend eine Flanscheinheit, die zur Befestigung an einer Nabe, insbesondere einer Radnabe, ausgebildet ist, und einen Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der mit der Flanscheinheit drehmomentfest verbunden ist, wobei vorzugsweise die Flanscheinheit aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, besteht oder dieses im Wesentlichen umfasst. Scheibenbremse (2) für ein Fahrzeug (3), aufweisend einen Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-18 und/oder eine Bremsscheibe nach dem vorhergehenden Anspruch 19 und einen an dem Reibring (1) und/oder der Bremsscheibe angeordneten Bremssattel mit Bremsbelägen, die ausgebildet sind, eine Drehbewegung des Reibrings (1) und/oder der Bremsscheibe relativ zu einem Chassis zu verzögern. Fahrzeug (3) aufweisend einen Reibring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-18 und/oder eine Bremsscheibe nach dem vorhergehenden Anspruch 19 und/oder eine Scheibenbremse (2) nach dem vorhergehenden Anspruch 20. Verwendung eines Reibrings (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-18 für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse (2) eines Fahrzeugs (3), wobei das Fahrzeug (3) insbesondere ein Personenkraftfahrzeug und/oder ein Nutzkraftfahrzeug und/oder ein Zweirad ist. Verfahren (1000) zur Herstellung eines Reibrings (1), insbesondere eines Reibrings (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-18, für eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse (2) eines Fahrzeugs (3), der Reibring (1) aufweisend: - The ferrite component of the structure is between 0% and 30%, in particular between 0% and 5%, particularly preferably between 0% and 1%. Friction ring (1) according to one of the preceding claims 1 to 17, wherein the structural component ferrite decreases in the radial direction (R) starting from an outer ring peripheral surface lying on the outside in the radial direction to an inner ring peripheral surface lying in the radial direction in relation to the ring outer peripheral surface and/or the structural component ferrite is predominantly adjacent is provided to the ring outer peripheral surface. Brake disc for a disc brake (2) of a vehicle (3), having a flange unit which is designed for attachment to a hub, in particular a wheel hub, and a friction ring (1) according to one of the preceding claims, which is connected torque-proof to the flange unit , wherein preferably the flange unit consists of a light metal, in particular aluminum, or essentially comprises this. Disc brake (2) for a vehicle (3), having a friction ring (1) according to any one of the preceding claims 1-18 and/or a brake disc according to the preceding claim 19 and a brake caliper arranged on the friction ring (1) and/or the brake disc with brake pads which are designed to delay a rotary movement of the friction ring (1) and/or the brake disc relative to a chassis. Vehicle (3) having a friction ring (1) according to any one of the preceding claims 1-18 and/or a brake disc according to the preceding claim 19 and/or a disc brake (2) according to the preceding claim 20. Use of a friction ring (1) according to a of the preceding claims 1-18 for a brake disk of a disk brake (2) of a vehicle (3), the vehicle (3) being in particular a passenger vehicle and/or a commercial vehicle and/or a two-wheeler. Method (1000) for producing a friction ring (1), in particular a friction ring (1) according to one of the preceding claims 1-18, for a brake disc of a disc brake (2) of a vehicle (3), the friction ring (1) having:
- einen ersten Ringabschnitt (10) mit einer stirnseitig ausgebildeten ersten Bremsfläche (10a) und einen von dem ersten Ringabschnitt (10) in einer Axialrichtung (A) beabstandet angeordneten zweiten Ringabschnitt (11) mit einer stirnseitig ausgebildeten zweiten Bremsfläche (11 a), und - a first ring section (10) with a first braking surface (10a) formed on the front side and a second ring section (11) arranged at a distance from the first ring section (10) in an axial direction (A) with a second braking surface (11a) formed on the front side, and
- einen Ringverbindungsabschnitt (12), der den ersten Ringabschnitt (10) mit dem zweiten Ringabschnitt (11) verbindet, und das Verfahren gekennzeichnet durch die Schritte: - a ring connecting section (12) connecting the first ring section (10) to the second ring section (11), and the method characterized by the steps:
- Bereitstellen einer Schleudergießmaschine mit einer Kokillenform zum Schleudergießen, wobei die Kokillenform insbesondere zylinderförmig, vorzugsweise rohrförmig, ausgebildet ist, - providing a centrifugal casting machine with a chill mold for centrifugal casting, the chill mold being in particular cylindrical, preferably tubular,
- Aufbringen einer Schlichte auf eine Innenseite der Kokillenform, - Applying a sizing to an inside of the permanent mold,
- Zuführen einer aufgeschmolzenen Schleudergussmasse, insbesondere als geschmolzenen Grauguss, besonderes bevorzugt als geschmolzenen lamellaren Grauguss, in die mit der Schlichte beschichtete Kokillenform, - Feeding a molten centrifugal casting mass, in particular as molten gray cast iron, particularly preferably as molten lamellar gray cast iron, into the chill mold coated with the sizing,
- Schleudergießen der zugeführten Schleudermasse, - centrifugal casting of the supplied centrifugal mass,
- Abkühlen der schleudergegossenen Schleudermasse, so dass diese zu einem rohrförmigen Gussrohling erstarrt, - Cooling of the centrifugally cast centrifugal mass so that it solidifies into a tubular cast blank,
Abstrahlen des abgekühlten rohrförmigen Gussrohlings, und shot blasting the cooled tubular casting blank, and
Erzeugen der Bremsscheibe mit dem ersten Ringabschnitt (10) mit der stirnseitig angeordneten ersten Bremsfläche (10a) und dem zweiten Ringabschnitt (11) mit der stirnseitig angeordneten zweiten Bremsfläche (1 1 a) durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere durch Abdrehen oder Fräsen. Production of the brake disk with the first ring section (10) with the first braking surface (10a) arranged on the front side and the second ring section (11) with the second braking surface arranged on the front side (1 1 a) by mechanical processing, in particular by turning or milling.
24. Verfahren (1000) nach dem vorhergehenden Anspruch 23, 24. Method (1000) according to the preceding claim 23,
- wobei der Schritt des Erzeugens der Bremsscheibe ein Absägen eines Bremsscheibenrohlings von dem abgekühlten Gussrohling umfasst, und/oder das Verfahren ferner umfassend die Schritte: - wherein the step of producing the brake disc comprises sawing off a brake disc blank from the cooled cast blank, and/or the method further comprises the steps:
- Einbringen von Durchgangsbohrungen (15), insbesondere in einer Radialrichtung (R), vorzugsweise in den Ringverbindungsabschnitt (12), und/oder - Introducing through-holes (15), in particular in a radial direction (R), preferably in the ring connecting section (12), and/or
- Einbringen mehrerer Perforationsbohrungen (17), die sich zwischen der ersten und zweiten Bremsfläche (1 1 a), insbesondere durch Verbindungsstege (16) des Ringverbindungsabschnitts (12), erstrecken, und/oder - Introducing a plurality of perforation bores (17) which extend between the first and second braking surface (11a), in particular through connecting webs (16) of the ring connecting section (12), and/or
- Einbringen einer Nut oder mehrerer Nuten in die erste und/oder zweite Bremsfläche. - Introduction of a groove or grooves in the first and / or second braking surface.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 oder 24, 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 1000 Sekunden und 3000 Sekunden erfolgt. 25. The method according to any one of the preceding claims 23 or 24, wherein the step of centrifugal casting occurs at a speed in a range between 400 rpm and 1500 rpm for a spin time in a range between 1000 seconds and 3000 seconds.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 25, wobei der Schritt des Abkühlens über eine Kühlzeit in einem Bereich zwischen 10 Sekunden und 180 Sekunden erfolgt. 26. The method according to any one of the preceding claims 23 to 25, wherein the step of cooling takes place over a cooling time in a range between 10 seconds and 180 seconds.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 26, wobei der Schritt des Aufbringens der Schlichteschicht auf der Innenseite der Kokillenform umfasst: - Aufbringen der 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. 28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 27, 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. 27. The method according to any one of the preceding claims 23 to 26, wherein the step of applying the size layer on the inside of the chill mold comprises: - Application of the size layer at a speed in a range between 400 revolutions per minute and 1,800 revolutions per minute over a first application time in a range between 10 seconds and 50 seconds. 28. The method according to any one of the preceding claims 23 to 27, wherein the centrifugal casting mass to be supplied is heated in a furnace to a temperature in a range between 1350 °C and 1490 °C and/or in a pan to a temperature in a range between 1350 °C and 1490 °C was heated.
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