DE2458335A1

DE2458335A1 - Bremsscheibe und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2458335A1
Application number: DE19742458335
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schmidt
Original assignee: PROMAT GESELLSCHAFT fur MODERNE WERKSTOFFE MBH AND CO KG
Current assignee: PROMAT GESELLSCHAFT fur MODERNE WERKSTOFFE MBH AND CO KG
Priority date: 1974-12-10
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1976-06-16

Description

Bremsscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe aus gegossenem Metall, insbesondere für Fahrzeugbremsen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Bremsscheiben für Fahrzeugbremsen haben je nach Gestalt und nach Art ihrer Befestigung an den Rädern oder Radachsen der Fahrzeuge mehr oder weniger die Neigung, in Schwingungen zu geraten, wenn die Bremsbeläge während der Fahrt gegen sie gepreßt werden. Die Bremsen beginnen dann zu quietschen oder zu rubbeln.
Da die Bremsscheiben genügend große, ebene Anlageflächen für die Bremsbeläge aufweisen und hohe Bremskräfte aufnehmen müssen, ist es praktisch nicht möglich, die äußere Gestalt der Bremsscheiben zu verändern und hierdurch Schwingungen zu beseitigen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremsscheibe so auszubilden, daß diese beim Bremsvorgang nicht mehr in Schwingungen gerät.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch einen in die Bremsscheibe eingegossenen Ring aus keramischen Faserstoffen gelöst, der allseits vom Metall umgeben ist.
Durch den eingegossenen Ring wird der Metallquerschnitt der Bremsscheibe verändert, die jedoch ihre äußere Gestalt, insbesondere ihre ebenen Bremsflächen für die Anlage der Bremsbeläge beibehält. Durch die anderen Materialkonstanten der im Gußkörper eingebetteten keramischen Faserstoffe kann die Eigenfrequenz der Bremsscheibe innerhalb weiter Grenzen so variiert werden, daß sie außerhalb des Resonanzbereiches der Fahrzeugschwingungen liegt.
Der eingegossene Ring wird zweckmäßig von einem keramischen Filz gebildet, dessen Fasern vorwiegend aus Silizium- und Aluminiumoxyd bestehen. Ein derartiger keramischer Filz hat eine Temperaturbeständigkeit bis 14000 C und kann deshalb in Stahlguß, Gußeisen oder andere Metalle eingegossen werden, ohne hierbei seine Form zu verlieren. Der Filz enthält zweckmäßig keinerlei Bindemittel oder andere bei Hitzeeinwirkung in den flüssigen oder gasförmigen Zustand übergehende Beimengungen, so daß sich beim Guß im Metall keine Blasen bilden, die die Festigkeit der Bremsscheibe beeinträchtigen könnten.
Der Ring aus keramischen Faserstoffen wird vorzugsweise in demjenigen Bereich der Scheibe angeordnet, an dem die Bremsbeläge angreifen sollen. Dies hat den Vorteil, daß der Nabenteil der Bremsscheibe nicht geschwächt wird und das Schwingverhalten je nach Größe und Anordnung des keramischen Filzes innerhalb weiter Grenzen beeinflußt werden kann, da der Bereich der Bremsscheibe, an dem die Bremsbeläge angreifen, verhältnismäßig groß ist.
Beim Herstellen der Bremsscheibe wird nach der Erfindung so vorgegangen, daß der Ring aus keramischen Faserstoffen auf einer sich an der Gießform abstützenden Halterung aus Metall ruhend in der Gießform in Stellung gebracht und danach die Gießform mit Metall gefüllt wird. Als Halterung kann ein dünner Metallring verwendet werden, der mindestens drei radial verlaufende Haltearme aufweist, deren Enden von der Gießform dicht umschlossen werden und die nach dem Entformen der Bremsscheibe entfernt werden. Damit sich der Ring aus keramischen Faserstoffen während des Gießvorganges nicht verschiebt, kann er an der Halterung befestigt sein.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß der Ring aus keramischen Faserstoffen in der Gießform so genau plaziert werden kann, daß er eine zum Mittelpunkt der Bremsscheibe konzentrische Lage einnimmt und allseits vom Gußmetall umschlossen wird. Der Haltering, der vorzugsweise aus dem gleichen Metall besteht wie der Gußkörper, verbindet sich fest mit diesem. Da er die gleiche Materialkonstante hat, erzeugt er auch bei unsymmetrischer Ausbildung in der Bremsscheibe keine Unwucht Die Erfindung wird durch die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Bremsscheibe nach der Erfindung in einem senkrechten Teil-Diametralschnitt und Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Horizontalschnitt nach Linie II-II.
Die Bremsscheibe 10 besteht aus der Nabe 11 und der mit dieser über eine Schulter 12 verbundenen Reibscheibe 13, an der im Betrieb hier nicht näher dargestellte Bremsbeläge angreifen.
Die Nabe 11 wird an einem Fahrzeugrad oder auf einer sich drehenden Radwelle befestigt0 In demjenigen Bereich 13, an dem die Bremsbeläge angreifen sollen, ist ein Ring 14 aus keramischen Faserstoffen eingegossen. Er besteht aus einem keramischen Filz, dessen Fasern folgende chemische Zusammensetzung haben: Al203 47 - 50 Gew. S; SiO2 49 - 51 Gew. % Fe203 0,5 - 0,9 Gew. % B203 0,05 - 0,1 Gew. C,o' Na20 0,2 - 0,8 Gew. %.
Beim Herstellen der Bremsscheibe nach der Erfindung wird der Ring 14 aus keramischen Faserstoffen an einer Halterung 15 befestigt, die von einem dünnen Ring 16 gebildet wird, der aus dem gleichen Metall besteht wie der Gußkörper der Bremsscheibe 10. Der Ring 16 ist mit drei radial verlaufenden Haltearmen 17 fest verbunden, die in die Gießform so eingesteckt werden, daß ihre Enden von der Gießform dicht umschlossen werden. Nach dem In-Stellung-bringen des auf der Halterung 15 liegenden Ringes aus keramischen Faserstoffen wird die Gießform mit Metall gefüllt. Nach dem Entformen der Bremsscheibe werden dann die über den äußeren Umfang 18 der Bremsscheibe vorstehenden Enden der Haltearme 17 am Umfang 18 der Bremsscheibe 10 bündig abgeschnitten und nötigenfalls beigeschliffen.
Der in die Bremsscheibe eingegossene keramische Filzring kann verschiedene Abmessungen undFormen haben. Je nach der Gestalt der Bremsscheibe kann der Ring 14 im Querschnitt rechteckig, oval oder rund sein. Er kann auch verschiedene Dicken und Breiten aufweisen und es ist möglich, ihn näher am äußeren Umfang 18 oder näher an der einen oder anderen Oberfläche 19 bzw. 20 der Reibscheibe 13 anzuordnen, an der die Bremsbeläge angreifen.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die Bremsscheibe aus einem anderen Gußmetall herzustellen, oder sie für andere Zwecke, beispielsweise für die Bremsen von Fördermaschinen, Kränen, Aufzügen u.dgl. zu verwenden. Ferner ist die Erfindung bei Bremsscheiben für Scheibenbremsen und Trommelbremsen in gleicher Weise verwendbar.

Claims

An sprüche

1. Bremsscheibe aus gegossenem Metall, insbesondere für Fahrzeugbremsen, gekennzeichnet durch einen in die Bremsscheibe (10) eingegossenen Ring (14) aus keramischen Faserstoffen, der allseits vom Metall umgeben ist.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingegossene Ring (14) von einem keramischen Filz gebildet wird, dessen Fasern vorwiegend aus Silizium- und Aluminiumoxyd bestehen.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) in demjenigen Bereich (13) der Scheibe (10) angeordnet ist, an dem die Bremsbeläge angreifen sollen.

4. Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) aus keramischen Faserstoffen auf einer sich an der Gießform abstützenden Halterung (15) aus Metall ruhend in der Gießform in Stellung gebracht und danach die Gießform mit Metall gefüllt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Halterung (15) ein dünner Metallring (16) verwendet wird, der mindsstentsdrei radial verlaufende Haltearme (17) aufweist, deren Enden von der Gießform dicht umschlossen werden und die nach dem Entformen der Bremsscheibe (10) entfernt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) aus keramis-chen Faserstoffen an der Halterung (15) befestigt wird.