WO2022069004A1 - Motor vehicle composite brake drum for a motor vehicle wheel brake and production method therefor - Google Patents

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WO2022069004A1
WO2022069004A1 PCT/DE2021/200134 DE2021200134W WO2022069004A1 WO 2022069004 A1 WO2022069004 A1 WO 2022069004A1 DE 2021200134 W DE2021200134 W DE 2021200134W WO 2022069004 A1 WO2022069004 A1 WO 2022069004A1
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WO
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motor vehicle
component
brake drum
friction ring
composite brake
Prior art date
Application number
PCT/DE2021/200134
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German (de)
French (fr)
Inventor
Verena Freund
Manfred Rüffer
Ahmed Sefo
Matthias Schulitz
Adrian Messner
Martin GÄDKE
Jens Hoffmann
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • 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
    • F16D65/10Drums for externally- or internally-engaging brakes
    • 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
    • F16D2065/1356Connection interlocking

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1, for a motor vehicle wheel brake, which is constructed in multiple parts using multi-material technology (e.g. pairing of steel and guiding construction materials--that is, by pairing of components made of different materials).
  • a multi-piece composite motor vehicle brake drum 1 is an unsprung applied mass component of a vehicle axle of a motor vehicle chassis made of at least two or more components firmly joined together and includes at least one base component 2 as an interface to a rotatably mounted wheel hub 3 of the motor vehicle axle.
  • a friction ring component 4 comprises at least one friction surface 5 which is suitable and intended for cooperation with at least one friction lining 6 which is mounted in a torque-proof manner.
  • the base component 2 and the friction ring component 4 are in turn firmly connected to one another.
  • DE 10 2009 044 678 B4 discloses a forming method and a forming tool for the rational production of a composite brake drum for the purpose of simultaneous, form-fitting insertion between two components W1, W2 by means of pins using cold forming technology.
  • the pins serve both as a fixation means and to prevent rotation.
  • a radially outer cast component has recesses so that a radially inner forged aluminum component with pins can be inserted into the corresponding recesses in a form-fitting and non-positive manner at the same time.
  • DE 10 2019 200 261 A1 shows a multi-piece, temperature-resistant and also lightweight composite brake drum, which has a special joining interface for the purpose of mutual, fixedly arranged fixing of your components, which is arranged radially aligned with a flange plane, and with separate fixing means, such as in particular several axial and / or radially directed fastening elements for the purpose of mutual fixation (axial direction) between the components.
  • WO 2020/144251 A1 describes a multi-piece, improved composite brake drum with base component and with friction ring component and with a special separation (splitting in the power flow) between special form-fitting means for mutual (axial) component fixing on the one hand and with special press-fitting means for mutual torque transmission/rotational fixing on the other hand.
  • a radial deformation of the floor component serves to fix the form-fitting connection in the axial direction.
  • the present invention is responsible for the new task of providing a particularly stable and yet rationally further developed improved component production and component assembly of a weight-efficient further developed improved motor vehicle composite brake drum (objective claim motor vehicle composite brake drum and joining forming process for the production of a motor vehicle composite brake drum) which, with reasonable tool expenditure, both a particularly rational component production and resource-saving , environmentally friendly, high-quality (concentricity ! efficient component joining in such a way that at the same time a productively increased option for inexpensive, scalable size and/or design variations for the purpose of representing differently varied brake drum product lines (e.g. varies according to different rotor performance classes, brake drum diameter (so-called "family concept”) also for relatively small lot sizes allowed.
  • D The task is solved in an exemplary manner using the novel combination of features of the main claim. Further details or advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent claims in connection with the description based on the drawing.
  • a motor vehicle composite brake drum 1 for a motor vehicle wheel brake which combines at least one base component 2 as a wheel hub interface with at least one friction ring component 4 as a friction partner for at least one friction lining 6, in packaging as a multi-piece motor vehicle composite brake drum constructed from different component materials, the components 2,4 having interfaces , And coaxially to each other and are firmly joined together, with at least one fixing agent being present between the components 2.4.
  • base component 2 is formed as a cup comprising base 20 and frame 21, and that frame 21 separately has at least one cam projection 22, which is used for torque transmission between base component 2 and friction ring component 4 in positively engages a cavity 23 of the friction ring component 4, or vice versa (i.e. the cam lobe forms an integral part of the friction ring component and engages an integral cavity of a floor component).
  • the cavity 23 of the friction ring component 4 is arranged on its (outer) circumference, in principle oriented open radially outward. In the case of the option described in reverse, i.e.
  • each associated integral cavity of the correspondingly adapted base component is open radially outwards on the (outer) circumferential side for its form-fitting engagement oriented.
  • the gearing can be designed as a type of spur gearing between the components that cooperate with one another in a form-fitting manner, with their assembly in the form of an axial and/or Hirth gearing being an alternative.
  • a joint interface between the floor component 2 and the friction ring component 4 can include soldering.
  • the soldering can be performed in a cylindrical manner around the circumference of the joint interface in the area of a cylinder gap with solder/additive material.
  • the present invention recommends a non-contact, circularly guided, preferably robotic, laser soldering method.
  • a flange section of the friction ring component 4 offset to its bearing cylinder surface and laterally next to the centner cylinder surface may have a form-fitting fixation, which has at least one recess, which serves to accommodate a retaining tab 25 of the base component 2.
  • the retaining tab 25 is at least single and/or multiple angled bent sheet metal leg as is present in particular as a sheet metal bending leg.
  • a particularly preferred configuration of the present invention includes a retaining tab 25 having a perforation in which a flange portion of the base component 2 is received and at least one cam projection 22 of the friction ring component 4 positively engages said hole of the base component 2.
  • a development of the invention advantageously defines a form-fitting engagement between the hole and the cam projection 22 in that a non-cutting sheet metal bending forming operation is formed by means of at least one lance 26 of a tab on the frame 21 .
  • the lance 26 and/or the hole in cooperation with the cam projection 22 can be deformed in a form-fitting engagement with one another such that the base component 2 and the friction ring component 4 are clamped together in a secured position with a defined clamping force.
  • the invention is by no means limited to a newly configured composite motor vehicle brake drum, but also defines a novel assembly process/joining method for a composite motor vehicle brake drum 1 that has been assembled, with largely finished parts (ie base component 2 and friction ring component 4) being paired and provisionally stapled together before the final fixation takes place in a separate manufacturing step with appropriate adjustment. Accordingly, according to the invention, a particularly increased concentricity precision is already made possible in the context of the component joining.
  • the components to be paired to be cleaned in a first work step, for the flange sections of the two components to be paired, which are fed in alignment with one another, to be aligned coaxially with one another in a subsequent work step and by positioning and/or coding/image acquisition and with correct positioning under partial deformation relative to each other be tacked, in which case a final fixation, such as in particular hard-soldering of flange sections, can follow before any final processing of the assembled motor vehicle composite brake drum 1 - such as in particular a special surface treatment "Ob" (such as painting and/or electroplating and/or age hardening (hot or Natural aging hardening, especially when using
  • Aluminum alloy material for the purpose of strengthening the floor component 2) u./o. similar) - is provided.
  • finishing a motor vehicle composite brake drum according to the invention also includes at least one dynamic balancing process, so that largely precise concentricity can be made possible.
  • FIG. 2 is a perspective and reduced partial view of a rear side of a first embodiment of the motor vehicle composite brake drum designed in an improved manner according to the invention
  • FIG. 3 perspective front view of the motor vehicle composite brake drum as in Fig. 2,
  • FIG. 4 perspective enlarged details of the motor vehicle composite brake drum in Fig. 3,
  • FIG. 5 shows a joining interface enlarged in section
  • Fig. 6 reduced view of a motor vehicle composite brake drum comparable to Fig. 3,
  • Fig. 8 greatly enlarged preferred embodiment of a launch
  • FIGS. 3.6 shows the individual components of a first embodiment as shown in FIGS. 3.6 in an exploded view in alignment before the assembly/joining process
  • Fig. 10 + 11 Deformation images for the purpose of clarification of the biasing force applied in the axial direction with (elastic component deformation or gap throw (elastic) gradual deformation with differently formed gap width ö as a result of elastic deformation of the base 20 of the base component 2 and/or as a result of the incline on the edge 24 of the friction ring component 4),
  • Fig. 12 is a cutaway with an enlarged plan view of details of the gearing as in Fig. 7,
  • FIG. 13 + 16 View of a detail regarding simplified joining with a radially simply inwardly angled tab in a pocket, the first in an expansion stage with soldering point 28,
  • FIG. 15 detail as in Fig. 13,
  • FIG. 17 floor component with several bending straps 25 arranged offset to one another on the circumference, 18 is a reduced perspective assembly view of an embodiment of an assembled automotive composite brake drum similar to FIG.
  • Fig. 23 Sequence of stages for a rationalized, further developed manufacturing process in which the delivered semi-finished or semi-finished parts of floor component and friction ring component including their surface treatment/surface coating are delivered, so that a surface treatment/surface coating “Ob” is rationalized/obsolete at the end of the process.
  • the invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1 constructed from two different material components that are mutually fixed.
  • a metal friction ring component 4 is carried by a base component 2 that is designed to be as lightweight as possible.
  • the base component 2 can be made of any material, such as in particular a metal material that is as thin as possible or alternatively made of a plastic material.
  • the friction ring component 4 comprises a friction surface 5 directed radially inwards for the purpose of cooperation with a friction lining 6 (a drum brake shoe).
  • the cup-shaped or disc-shaped base component 2 is preferably designed as a deep-drawn, stretched cup and includes the base 20 and frame 21 (designed as a round frame).
  • the base component 2 is used on the one hand to hold or fix it to a chassis component, such as in particular to a wheel hub 3 or the like.
  • a chassis component such as in particular to a wheel hub 3 or the like.
  • friction ring components 4 and base component 2 are essentially inseparably fixed to one another, with at least one forming measure, firmly fixed to one another and to one another.
  • the mutual fixation is form-fit without the need for an additional machine element (screw or rivet).
  • Appropriate, separate interfaces or those arranged in any combination in the sense of a division of labor bring about the following functions between the components: a) precise fixing and centering between components (axial direction and radial direction, b) precise coaxiality between components (concentricity), c) largely unyielding rotational fixation/rotational strength (positive rotational fixation) axial fixation between components, d) thermal compatibility (coefficient of thermal expansion, heat absorption capacity).
  • the floor component 2 is made of a thin-walled, disk-shaped sheet metal material (preferably based on a sheet steel strip/coil with a planar initial thickness of between at least about 1.0 - 10.0 mm (preferably on average about a maximum of 4.0 mm) or aluminum sheet strip (Z-coil) with a planar initial thickness between at least about 3.0 - 16.0 mm (preferably on average about 6.0 mm).
  • a largely coaxially shaped frame 21 pointing in the axial direction, which encompasses and overlaps an edge 24 of the friction ring component 4 in the manner of a clamping starting from a bottom outside and from radially outside, preferably clamping with a defined prestressing force.
  • the frame 21 overlaps a cylindrical outer wall of the friction ring component 4 at least partially from the radial outside.
  • This construction has the advantageous effect that a precise mutual adjustment/component alignment in the joining process is made possible in a simplified manner, because a precise adjustment and/or axially directed assembly movement (process step I) - ergo control between base component 2 and friction ring component 4 with an optically largely unobscured from the outside Visual (control) - may be carried out as well as monitored and/or corrected.
  • the construction according to the invention increases the precision, production quality and consequently enables a worker-friendly improved assembly/control.
  • a blind plug-in assembly (with the joining zone concealed from view radially from the outside by the circumferential friction ring component, as in FIG. 1 of WO 2020/144251 A1) is avoided according to the invention, ie concentricity is improved and rejects are minimized.
  • a uniform corresponding wall thickness may be present on the base component 2 by means of or as a result of metal forming, or that a wall thickness variation can be introduced into the executed base component 2 with material flow and displacement processes, so that this variation within the above-mentioned wall thickness ranges on a basically non-cutting manufactured Soil component 2 could be present.
  • a partial, location-based variation in wall thickness can be intended on the base component 2, which is at least approximately within or slightly outside of the above-mentioned thickness ranges for the manufactured wall thickness.
  • a possible manufactured wall thickness variation expressly includes localized profiles (e.g. stiffening ribs) that are partially incorporated into the pane shape, and the respective wall thicknesses in these areas may also lie within or outside the above-mentioned range.
  • the friction ring component 4 can, for example, be made cylindrical from a (grey) cast material (lamellar graphite cast iron GG-L) with a wall thickness of between at least about 5.0 - 11.0 mm and can be machined at least in the area of its radially inwardly directed friction surface 5 and/or flange sections . At least one further locally limited chipping of the friction ring component 4 consequently relates to the flange section as the component interface, which adjoins the base component 2 / firmly engages on the base component 2 .
  • a (grey) cast material laamellar graphite cast iron GG-L
  • At least one further locally limited chipping of the friction ring component 4 consequently relates to the flange section as the component interface, which adjoins the base component 2 / firmly engages on the base component 2 .
  • the friction ring component 4 is constructed in one piece from cast metal and includes a specially arranged frame/bottom receiving interface for centered attack/engagement of the bottom component 2.
  • the bottom receiving interface in cooperation with the friction ring component 4 has positive-locking couplings using one or more means , which can include a special profiling with several cavities 23 and cams A / projections.
  • a formed, deep-drawn bottom component 2 which is fundamentally obtained from a planar, i.e. suitable, cut and formed, profiled sheet metal material (preferably steel or aluminum material) in at least one joining zone, a rationally used material volume with reduced machining/mass is obtained.
  • Cold forming with particularly increased strain hardening of the base component 2, in particular by reverse drawing, can be particularly useful for increasing strength in order to equip particularly highly stressed zones with suitable reinforcement for the purpose of increased (long-term) strength of the motor vehicle composite brake drum 1 with particularly low use of materials/weight.
  • a - a first "frame” solution - the braking torques under fixing forces are derived via particularly suitable form-fit profiles.
  • a special profiling (“multi-tooth”) is used for this purpose, which is worked on or into the friction ring component, or cast and/or machined, and with plastic sheet metal forming of the base component taking place in such a way that the sheet metal material after component assembly is radially inward for the purpose of mutual fixation is pressed in (plastic deformation) so that an associated cavity or Undercut in the friction ring component is at least partially filled or reached from behind.
  • the braking torques are ultimately transmitted via tabs in the sheet metal material from the base component in conjunction with associated cavities in the interface of the friction ring component, and this profiling is provided x-fold distributed around the circumference as required.
  • the number x of cavities must be dimensioned project-specifically, i.e. depending on the maximum transmitted braking torque, taking into account adequate safety against component failure (FE calculation).
  • Axially directed securing/fixing between base component and friction ring component can preferably be ensured by a groove in the friction ring component, into which the base component (sheet metal part) with x lugs (distributed on the circumference) claws in connection with a suitable forming process.
  • the braking torques are transmitted via an integral form fit using teeth (in the "multi-tooth”).
  • the axial securing between the base component and the friction ring component is ensured here by a specific number of x retaining elements, and these retaining elements are formed (mortised) in the base component—after the two components have been paired.
  • Drum brake family concept in which very differently varied, i.e. differently profiled (i.e. adaptively assembled) floor components can be paired with basically the same dimensioned friction ring components in order to meet the most diverse wheel hub interfaces, packaging and design specifications from motor vehicle manufacturers, without always having to do justice to each of these cases to carry out a very expensive mold change (simplified carry-over from a quasi-standard cast friction ring component).
  • the transmitted torques can optionally be connected with an additional non-detachable or detachable connection (e.g. fitting compound, soldering, welding , retaining or fastening element such as key, pin, screw, rivet or equivalent) is transferred.
  • an additional non-detachable or detachable connection e.g. fitting compound, soldering, welding , retaining or fastening element such as key, pin, screw, rivet or equivalent.
  • a joining process carried out with particularly high precision or the fatigue strength of the joined components in the intended use can also be further improved by the two following packages of measures.
  • the two packages of measures are useful and possible independently or in mutual combination:
  • Brake drum friction ring component in an inventively coordinated assembly and joining process (component assembly + forming process) - the required concentricity and required mutual shape and position tolerance (concentricity precision) between the two components is ensured.
  • an integral, mutually elastically defined prestressing effect in the joining interface(s) between the assembled component(s) can be expedient in order to thereby create a compensation interface that has an integral mutual causes elastic prestressing effect between the joined components.
  • the elastic prestressing force directed in all spatial axis directions can be inserted between the joined components as a mutual compensating component with play.
  • a constructive example is given with an accompanying sketch of how the interface can be mounted and fixed with an axially directed prestressing force so that thermal or expansion effects can be automatically compensated.
  • Base component in sheet metal forming design enables simplified product labeling (embossing, customer logo, etc.),

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Abstract

A multi-part fixedly assembled motor vehicle composite brake drum (1) comprises a plurality of parts made of different materials, in particular comprising at least one base component (2) as a hub interface and at least one friction ring component (4) as a friction partner for at least one friction lining (6). The overall objective is to enable particularly stable and nevertheless rationally improved manufacture in a flexible manner which is efficient in terms of weight and with reasonable outlay while saving on resources. According to the invention the base component (2) is formed as a dish with a base and a frame, and the frame has at least one separate cam projection (21) which, for transmission of torque between the base component and the friction ring component, engages with a form fit in a cavity (22) in the friction ring component (4), or vice versa.

Description

Kraftfahrzeugverbundbremstrommel für eine Kraftfahrzeugradbremse undMotor vehicle composite brake drum for a motor vehicle wheel brake and
Herstellungsverfahren dafür manufacturing process for it
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 , für eine Kraftfahrzeugradbremse, welche mehrstückig in Mehrwerkstofftechnologie (bspw. Stahl-/Leitbauwerkstoffpaarung - das heißt durch Komponentenpaarung aus differierenden Werkstoffen) aufgebaut erhalten ist. Eine mehrstückig zusammengesetzt aufgebauter Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 ist ein ungefedert applizierter Massebestandteil einer Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugfahrwerks aus mindestens zwei oder mehr Komponenten fest zusammengefügt, und umfasst zumindest eine Bodenkomponente 2 als Schnittstelle zu einer drehbar gelagerten Radnabe 3 der Kraftfahrzeugachse. Eine Reibringkomponente 4 umfasst zumindest eine Reibfläche 5, die zur Kooperation mit wenigstens einem drehfest gelagerten Reibbelag 6 geeignet und bestimmt ist. Die Bodenkomponente 2 und die Reibringkomponente 4 sind ihrerseits fest miteinander verbunden. The invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1, for a motor vehicle wheel brake, which is constructed in multiple parts using multi-material technology (e.g. pairing of steel and guiding construction materials--that is, by pairing of components made of different materials). A multi-piece composite motor vehicle brake drum 1 is an unsprung applied mass component of a vehicle axle of a motor vehicle chassis made of at least two or more components firmly joined together and includes at least one base component 2 as an interface to a rotatably mounted wheel hub 3 of the motor vehicle axle. A friction ring component 4 comprises at least one friction surface 5 which is suitable and intended for cooperation with at least one friction lining 6 which is mounted in a torque-proof manner. The base component 2 and the friction ring component 4 are in turn firmly connected to one another.
Aus der DE 10 2009 044 678 B4 geht ein Umformverfahren und ein Umformwerkzeug zur rationellen Herstellung einer gebauten Verbundbremstrommel zwecks kaltumformtechnisch gleichzeitiger, formschlüssiger, Einfügung zwischen zwei Bauteilen W1 , W2 mittels Pins hervor. Dabei dienen die Pins sowohl als Fixiermittel wie auch zur Drehhemmung. Zu diesem Zweck verfügt eine radial äußere Gußkomponente über Ausnehmungen so dass eine radial innere Aluminiumschmiedekomponente mit Pins gleichzeitig in die korrespondierenden Ausnehmungen formschlüssig sowie kraftschlüssig eingefügt werden kann. DE 10 2009 044 678 B4 discloses a forming method and a forming tool for the rational production of a composite brake drum for the purpose of simultaneous, form-fitting insertion between two components W1, W2 by means of pins using cold forming technology. The pins serve both as a fixation means and to prevent rotation. For this purpose, a radially outer cast component has recesses so that a radially inner forged aluminum component with pins can be inserted into the corresponding recesses in a form-fitting and non-positive manner at the same time.
Aus der DE 10 2019 200 261 A1 geht eine mehrstückig sowie temperaturfest und auch leicht aufgebaute Verbundbremstrommel hervor, die zwecks gegenseitiger, zueinander fest arrangierter Fixierung Ihrer Komponenten über eine besondere Fügeschnittstelle verfügt, die radial fluchtend zu einer Flanschebene arrangiert ist, und wobei gesonderte Fixiermitteln, wie insbesondere mehrere axial und/oder radial gerichtete Befestigungselemente zwecks gegenseitiger Fixierung (Axialrichtung) zwischen den Komponenten vorliegen. DE 10 2019 200 261 A1 shows a multi-piece, temperature-resistant and also lightweight composite brake drum, which has a special joining interface for the purpose of mutual, fixedly arranged fixing of your components, which is arranged radially aligned with a flange plane, and with separate fixing means, such as in particular several axial and / or radially directed fastening elements for the purpose of mutual fixation (axial direction) between the components.
Die WO 2020/144251 A1 beschreibt eine mehrstückig verbessert aufgebaute Verbundbremstrommel mit Bodenkomponente und mit Reibringkomponente und wobei eine besondere Separierung (Aufspaltung im Kraftfluss) zwischen besonderen Formschlussmitteln zur gegenseitigen (axialen) Komponentenfixierung einerseits und mit andererseits besonderen Presspassungsmitteln zur gegenseitigen Drehmomentübertragung/Drehfixierung gegeben ist. Der Formschlussfixierung in Axialrichtung dient dabei eine Radialdeformation an der Bodenkomponente. WO 2020/144251 A1 describes a multi-piece, improved composite brake drum with base component and with friction ring component and with a special separation (splitting in the power flow) between special form-fitting means for mutual (axial) component fixing on the one hand and with special press-fitting means for mutual torque transmission/rotational fixing on the other hand. A radial deformation of the floor component serves to fix the form-fitting connection in the axial direction.
Der vorliegenden Erfindung obliegt das neuartige Aufgabenkollektiv, eine besonders stabil und dennoch rationell weiterentwickelt verbesserte Komponentenfertigung sowie Komponentenzusammenbau einer gewichtseffizient weiterentwickelt verbesserten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (Sachanspruch Kraftfahrzeugverbundbremstrommel sowie Füge-Umformverfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugverbundbremstrommel) bereitzustellen, die bei vertretbarem Werkzeugaufwand sowohl eine besonders rationelle Komponentenfertigung wie auch ressourcenschonende, umweltgerechte, hochqualitative (Rundlaufgenauigkeit !) effiziente Komponentenfügung derart erlaubt, dass gleichzeitig eine produktiv gesteigerte Option für preiswert skalierbare Baugrößen- und/oder Designvariationen zwecks Darstellung unterschiedlich variierter Bremstrommelproduktlinien (beispielsweise variiert nach unterschiedlichen Rotorleistungsklassen, Bremstrommeldurchmesser (sog. „Familienkonzept“) auch für relativ geringe Losgrößen erlaubt. Die Aufgabe wird anhand der neuartigen Merkmalskombination des Hauptanspruchs in vorbildlicher Art und Weise gelöst. Weitere Einzelheiten oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus Unteransprüche im Zusammenhang mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. The present invention is responsible for the new task of providing a particularly stable and yet rationally further developed improved component production and component assembly of a weight-efficient further developed improved motor vehicle composite brake drum (objective claim motor vehicle composite brake drum and joining forming process for the production of a motor vehicle composite brake drum) which, with reasonable tool expenditure, both a particularly rational component production and resource-saving , environmentally friendly, high-quality (concentricity !) efficient component joining in such a way that at the same time a productively increased option for inexpensive, scalable size and/or design variations for the purpose of representing differently varied brake drum product lines (e.g. varies according to different rotor performance classes, brake drum diameter (so-called "family concept") also for relatively small lot sizes allowed. D The task is solved in an exemplary manner using the novel combination of features of the main claim. Further details or advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent claims in connection with the description based on the drawing.
Erfindungsgemäß ergeht zumindest partiell ein Schwerpunkt aufAccording to the invention, at least a partial emphasis emerges
Blechumformtechnologie, und wobei die Nachteile laut Stand der Technik vermieden sind, indem die Kraftfahrzeugverbundbremstrommel mit mehrfacher Sicherheit durch unabhängig formschlüssig gesichert gestalteten Verbund auch unter extremer Temperaturbeanspruchung immer stabil und ausfallsicher arbeitet, und wobei gleichzeitig Herstellverfahren für die Komponentenfertigung ermöglicht sind, die eine massenhafte, einfache, präzise, dauerfeste sowie arbeitsteilig rationalisierte Produktion über die diversifizierte Wertschöpfungskette bei differierenden Werkstoffbestandteilen erlaubt. Sheet metal forming technology, and with the disadvantages according to the prior art are avoided in that the motor vehicle composite brake drum always works stably and fail-safely with multiple security through independently designed form-fitting secured composite even under extreme temperature stress, and at the same time manufacturing processes for the component production are made possible, which a mass, simple, precise, durable and rationalized production based on the division of labour diversified value chain with differing material components.
Erfindungsgemäß liegt eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 für eine Kraftfahrzeugradbremse vor, welche mindestens eine Bodenkomponente 2 als Radnabenschnittstelle mit mindestens einer Reibringkomponente 4 als Reibpartner für mindestens einen Reibbelag 6 miteinander kombiniert, in Konfektionierung als mehrstückig aus unterschiedlichen Komponentenwerkstoffen aufgebaute Kraftfahrzeugverbundbremstrommel, wobei die Komponenten 2,4 Schnittstellen aufweisen, und koaxial zueinander sowie fest zusammengefügt sind, wobei zwischen den Komponenten 2,4 mindestens ein Fixiermittel vorliegt. Auf dieser Grundlage wird der Kern der Erfindung darin gesehen, dass die Bodenkomponente 2 als ein Napf umfassend Boden 20 und Zarge 21 gebildet ist, und dass die Zarge 21 gesondert über wenigstens einen Nockenvorsprung 22 verfügt, der zur Drehmomentübertragung zwischen Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4 in eine Kavität 23 der Reibringkomponente 4 formschlüssig eingreift, oder umgekehrt (d.h. der Nockenvorsprung bildet einen integralen Bestandteil von der Reibringkomponente und greift in eine integrale Kavität von einer Bodenkomponente). Die Kavität 23 der Reibringkomponente 4 ist an deren (Außen-) Umfang grundsätzlich nach radial außen offen orientiert angeordnet. Bei der umgekehrt, reversiert, beschriebenen Option also mit einem (oder mit mehreren) nach radial einwärts gerichteten Nockenvorsprung am Reibring versteht es sich dementsprechend, dass jede zugeordnete integrale Kavität der entsprechend angepassten Bodenkomponente zu deren formschlüssigen Eingriff (außen-)umfangsseitig nach radial aussen offen orientiert vorliegt. According to the invention, there is a motor vehicle composite brake drum 1 for a motor vehicle wheel brake, which combines at least one base component 2 as a wheel hub interface with at least one friction ring component 4 as a friction partner for at least one friction lining 6, in packaging as a multi-piece motor vehicle composite brake drum constructed from different component materials, the components 2,4 having interfaces , And coaxially to each other and are firmly joined together, with at least one fixing agent being present between the components 2.4. On this basis, the core of the invention is seen in the fact that base component 2 is formed as a cup comprising base 20 and frame 21, and that frame 21 separately has at least one cam projection 22, which is used for torque transmission between base component 2 and friction ring component 4 in positively engages a cavity 23 of the friction ring component 4, or vice versa (i.e. the cam lobe forms an integral part of the friction ring component and engages an integral cavity of a floor component). The cavity 23 of the friction ring component 4 is arranged on its (outer) circumference, in principle oriented open radially outward. In the case of the option described in reverse, i.e. with one (or with several) radially inwardly directed cam projections on the friction ring, it is accordingly understood that each associated integral cavity of the correspondingly adapted base component is open radially outwards on the (outer) circumferential side for its form-fitting engagement oriented.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ergeht weiter gesteigerte Tragfähigkeit /erhöhte Sicherheit durch mindestens eine gesonderte Formschlusskupplung im Sinne einer Drehsperre, die an Stelle von einem einzelnen Nockenvorsprung 22 mehrere Zahnvorsprünge an der Bodenkomponente 2 definieren kann, und wobei jeder Zahnvorsprung der Bodenkomponente 2 in eine zugeordnete Zahnkavität an der Reibringkomponente 4 eingreifen darf, oder entsprechend umgekehrt. Für die bestmögliche Wirksamkeit wird empfohlen, die Zähne und die Zahnkavitäten an der jeweiligen Komponente mit regelmäßiger Teilung vorzusehen. In a preferred development of the invention, there is a further increase in load capacity/increased safety through at least one separate positive-locking clutch in the Sense of a rotation lock, which can define several tooth projections on the base component 2 instead of a single cam projection 22, and wherein each tooth projection of the base component 2 may engage in an associated tooth cavity on the friction ring component 4, or vice versa. For the best possible effectiveness, it is recommended to provide the teeth and the tooth cavities on the respective component with a regular pitch.
In weiterhin vorzugswiese verbesserter Werkstoffausnutzung wird bei Baugrößenverdichtung vorgeschlagen, zwischen Zähnen und Zahnkavitäten übereinstimmend Versatz vorzusehen, und wobei dieser Versatz eine Lücke definiert. In a further preferably improved use of material, it is proposed in the case of compaction in size to provide a matching offset between teeth and tooth cavities, and with this offset defining a gap.
Ganz prinzipiell kann die Verzahnung als eine Art Stirnradverzahnung zwischen den miteinander formschlüssig kooperierenden Komponenten ausgebildet sein, wobei sich alternativ deren Konfektionierung in Form einer Axial- und/oder Hirth-Verzahnung anbietet. In principle, the gearing can be designed as a type of spur gearing between the components that cooperate with one another in a form-fitting manner, with their assembly in the form of an axial and/or Hirth gearing being an alternative.
In Erhöhung der Tragfähigkeit respektive in weiterentwickelter Verbesserung der Funktionssicherheit kann eine Fügeschnittstelle zwischen Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4 eine Verlötung umfassen. Die Verlötung kann am Umfang der Fügeschnittstelle zylindrisch umlaufend im Bereich eines Zylinderspalts mit Lot/Zusatzwerkstoff ausgeführt sein. Für einen möglichst schonenden sowie effizienten Wärmeeintrag - zwecks Vermeidung unerwünschter Wärmebehandlungseffekte - empfiehlt die vorliegende Erfindung ein berührungsfrei arbeitendes, sowie zirkular-kreisförmig geführtes, vorzugsweise robotikgestütztes, Laserlötverfahren. To increase the load-bearing capacity or to further improve the functional reliability, a joint interface between the floor component 2 and the friction ring component 4 can include soldering. The soldering can be performed in a cylindrical manner around the circumference of the joint interface in the area of a cylinder gap with solder/additive material. For the most gentle and efficient heat input possible—in order to avoid undesirable heat treatment effects—the present invention recommends a non-contact, circularly guided, preferably robotic, laser soldering method.
Im Sinne einer laschenartigen Überblattung darf ein Flanschabschnitt der Reibringkomponente 4 mit Versatz zu seiner Auflagerzylinderfläche sowie seitlich neben der Zentnerzylinderfläche über eine formschlüssige Fixierung verfügen, die wenigstens einen Rücksprung aufweist, welcher zur Aufnahme einer Haltelasche 25 der Bodenkomponente 2 dient. Dabei empfiehlt es sich zwecks simplifiziertem Aufbau, wenn die Haltelasche 25 als zumindest einfach und/oder mehrfach abgewinkelt umgebogener Blechschenkel wie insbesondere als Blechbiegeschenkel vorliegt. In the sense of a tab-like overlapping, a flange section of the friction ring component 4 offset to its bearing cylinder surface and laterally next to the centner cylinder surface may have a form-fitting fixation, which has at least one recess, which serves to accommodate a retaining tab 25 of the base component 2. For the purpose of a simplified structure, it is advisable if the retaining tab 25 is at least single and/or multiple angled bent sheet metal leg as is present in particular as a sheet metal bending leg.
Eine besonders bevorzugte Konfiguration der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Haltelasche 25 mit einer Lochung, in der ein Flanschabschnitt der Bodenkomponente 2 erhalten ist, und wobei wenigstens ein Nockenvorsprung 22 der Reibringkomponente 4 formschlüssig in das genannte Loch von der Bodenkomponente 2 eingreift. A particularly preferred configuration of the present invention includes a retaining tab 25 having a perforation in which a flange portion of the base component 2 is received and at least one cam projection 22 of the friction ring component 4 positively engages said hole of the base component 2.
Mit Vorteil definiert eine Weiterbildung der Erfindung einen formschlüssigen Eingriff zwischen Loch und Nockenvorsprung 22, indem eine spanlose Blechbiege-Umformoperation mittels zumindest einer Lanzierung 26 einer Lasche an der Zarge 21 ausgebildet ist. In weiterhin vervollkommneter Gestaltung kann die Lanzierung 26 und/oder das Loch in Kooperation mit dem Nockenvorsprung 22 derart deformiert in formschlüssigem Eingriff miteinander vorliegen, dass die Bodenkomponente 2 sowie die Reibringkomponente 4 mit definierter Zuspannkraft lagegesichert miteinander verspannt sind. A development of the invention advantageously defines a form-fitting engagement between the hole and the cam projection 22 in that a non-cutting sheet metal bending forming operation is formed by means of at least one lance 26 of a tab on the frame 21 . In a further perfected design, the lance 26 and/or the hole in cooperation with the cam projection 22 can be deformed in a form-fitting engagement with one another such that the base component 2 and the friction ring component 4 are clamped together in a secured position with a defined clamping force.
Die Erfindung beschränkt sich keineswegs ausschließlich auf eine neuartig konfigurierte Kraftfahrzeugverbundbremstrommel, sondern definiert zudem einen neuartigen Montageprozess/Fügeverfahren für einen gebauten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 wobei weitestgehend fertiggestellte - d.h. weitestgehend exakt maßhaltig fertigbearbeitete Fertigteile (d.h. Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4) gepaart sowie vorläufig zusammengeheftet werden, bevor in einem gesonderten Herstellungsschritt unter angemessener Justierung die endgültige Fixierung erfolgt. Demzufolge wird erfindungsgemäß bereits im Rahmen der Komponentenfügung eine besonders gesteigerte Rundlaufpräzision ermöglicht. In weiterhin verbesserter Ausgestaltung ist es ermöglicht, dass die zu paarenden Komponenten in einem ersten Arbeitsschritt gereinigt werden, dass zueinander ausgerichtet justiert zugeführte Flanschabschnitte der zwei miteinander zu paarenden Komponenten in einem folgenden Arbeitsschritt koaxial zueinander sowie durch Positionierung und/oder Kodierung/Bilderfassung ausgerichtet und mit korrekter Positionierung unter partieller Deformation relativ zueinander fixiert geheftet werden, wobei nachfolgend eine endgültige Fixierung wie insbesondere eine Hartverlötung von Flanschabschnitten anschließen kann, bevor jedenfalls eine Endbearbeitung der montierten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 - wie insbesondere eine besondere Oberflächenbehandlung „Ob“ (wie beispielsweise Lackierung und/oder Galvanisierung und/oder Auslagerungshärtung (Warm- oder Kaltauslagerungshärtung insbesondere bei Verwendung vonThe invention is by no means limited to a newly configured composite motor vehicle brake drum, but also defines a novel assembly process/joining method for a composite motor vehicle brake drum 1 that has been assembled, with largely finished parts (ie base component 2 and friction ring component 4) being paired and provisionally stapled together before the final fixation takes place in a separate manufacturing step with appropriate adjustment. Accordingly, according to the invention, a particularly increased concentricity precision is already made possible in the context of the component joining. In a further improved embodiment, it is possible for the components to be paired to be cleaned in a first work step, for the flange sections of the two components to be paired, which are fed in alignment with one another, to be aligned coaxially with one another in a subsequent work step and by positioning and/or coding/image acquisition and with correct positioning under partial deformation relative to each other be tacked, in which case a final fixation, such as in particular hard-soldering of flange sections, can follow before any final processing of the assembled motor vehicle composite brake drum 1 - such as in particular a special surface treatment "Ob" (such as painting and/or electroplating and/or age hardening (hot or Natural aging hardening, especially when using
Aluminiumlegierungswerkstoff zwecks Verfestigung der Bodenkomponente 2) u./o. ähnlich) - vorgesehen ist. Aluminum alloy material for the purpose of strengthening the floor component 2) u./o. similar) - is provided.
Es versteht sich schließlich, dass eine Endbearbeitung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugverbundbremstrommel weiterhin zumindest einen dynamischen Auswuchtvorgang beinhaltet, damit weitgehend präzisierter Rundlauf ermöglicht werden kann. Finally, it goes without saying that finishing a motor vehicle composite brake drum according to the invention also includes at least one dynamic balancing process, so that largely precise concentricity can be made possible.
Die Erfindung wird weiterhin gemeinsam mit der Figurenbeschreibung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele wie folgt näher erläutert. In der Zeichnung zeigt dabei zumeist schematisch sowie vielfach vergrößert: The invention is further explained in more detail as follows together with the description of the figures in relation to the preferred exemplary embodiments. The drawing shows mostly schematically and often enlarged:
Fig. 1 zwecks Erläuterung im Schnitt eine bekannte Kraftfahrzeugverbundbremstrommel der Anmelderin gemäß WO 2020/144251 A1 mit Peripherie + Einbausituation, etwas maßstäblich, 1 for the purpose of explanation, in section, a known motor vehicle composite brake drum of the applicant according to WO 2020/144251 A1 with periphery + installation situation, somewhat to scale,
Fig. 2 perspektivisch und verkleinert eine rückseitige Teilansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäß verbessert gestalteten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel, 2 is a perspective and reduced partial view of a rear side of a first embodiment of the motor vehicle composite brake drum designed in an improved manner according to the invention,
Fig. 3 perspektivische Frontansicht der Kraftfahrzeugverbundbremstrommel wie in Fig. 2, Fig. 3 perspective front view of the motor vehicle composite brake drum as in Fig. 2,
Fig. 4 perspektivisch vergrößerte Einzelheiten der Kraftfahrzeugverbundbremstrommel in Fig. 3, Fig. 4 perspective enlarged details of the motor vehicle composite brake drum in Fig. 3,
Fig. 5 eine Fügeschnittstelle vergrößert im Schnitt, Fig. 6 Ansicht einer Kraftfahrzeugverbundbremstrommel vergleichbar Fig. 3 verkleinert, 5 shows a joining interface enlarged in section, Fig. 6 reduced view of a motor vehicle composite brake drum comparable to Fig. 3,
Fig. 7 Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel gemäß Fig. 6, 7 plan view of a motor vehicle composite brake drum according to FIG. 6,
Fig. 8 stark vergrößert bevorzugte Ausführungsform einer Lancierung, Fig. 8 greatly enlarged preferred embodiment of a launch,
Fig. 9 die Einzelteilkomponenten einer ersten Ausführungsform wie gemäß Fig. 3,6 in Explosionsdarstellung in Ausrichtung vor Montage/Fügeprozess, 9 shows the individual components of a first embodiment as shown in FIGS. 3.6 in an exploded view in alignment before the assembly/joining process,
Fig. 10 + 11 Verformungsbilder zwecks Verdeutlichung der in Axialrichtung gerichtet eingeprägten Vorspannkraft mit (elastische Bauteilverformung bzw. Spaltwurf (elastisch) gradueller Deformation bei unterschiedlich gebildeter Spaltweite ö infolge elastischer Verformung des Bodens 20 der Bodenkomponente 2 und/oder infolge Schräge am Rand 24 von Reibringkomponente 4), Fig. 10 + 11 Deformation images for the purpose of clarification of the biasing force applied in the axial direction with (elastic component deformation or gap throw (elastic) gradual deformation with differently formed gap width ö as a result of elastic deformation of the base 20 of the base component 2 and/or as a result of the incline on the edge 24 of the friction ring component 4),
Fig. 12 ein Aufbruch mit vergrößerter Draufsicht auf Einzelheiten der Verzahnung wie aus Fig. 7, Fig. 12 is a cutaway with an enlarged plan view of details of the gearing as in Fig. 7,
Fig. 13 + 16 Ansicht einer Einzelheit betreffend vereinfachte Fügung mit radial einfach einwärts abgewinkelter Lasche in einer Tasche, die erste in Ausbaustufe mit Lötstelle 28, Fig. 13 + 16 View of a detail regarding simplified joining with a radially simply inwardly angled tab in a pocket, the first in an expansion stage with soldering point 28,
Fig. 14 Variation einer Fügeschnittstelle im Schnitt wie in Fig. 5 vergrößert, Fig. 14 variation of a joining interface in section as in Fig. 5 enlarged,
Fig. 15 Einzelheit wie in Fig. 13, Fig. 15 detail as in Fig. 13,
Fig. 17 Bodenkomponente mit mehreren am Umfang zueinander versetzt angeordneten Biegelaschen 25, Fig. 18 verkleinerte perspektivische Ansicht des Zusammenbaus einer Ausführungsform einer gebauten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel ähnlich Fig. Fig. 17 floor component with several bending straps 25 arranged offset to one another on the circumference, 18 is a reduced perspective assembly view of an embodiment of an assembled automotive composite brake drum similar to FIG.
6, 6,
Fig. 19 - 21 Verdeutlichungen in Verbindung mit Biegelasche wie aus Fig. 16 ff., Fig. 19 - 21 clarifications in connection with flexible strap as in Fig. 16 ff.,
Fig. 22 schematische Stadienfolge zwecks Erläuterung einer ersten Ausführungsform eines bevorzugten Herstellungsprozesses einer mehrstückig zusammengefügten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel mit Oberflächenbehandlung zum Schluss, und 22 schematic sequence of stages for the purpose of explaining a first embodiment of a preferred manufacturing process of a multi-piece assembled composite motor vehicle brake drum with surface treatment at the end, and
Fig. 23 Stadienfolge für einen rationalisiert weiterentwickelten Herstellungsprozess, indem die angelieferten Halbzeuge bzw. Halbfertigteile von Bodenkomponente und Reibringkomponente inclusive deren Oberflächenbehandlung/Oberflächenbeschichtung zugeliefert sind, so dass eine Oberflächenbehandlung/Oberflächenbeschichtung „Ob“ zum Verfahrensende rationalisiert/obsolet ist. Fig. 23 Sequence of stages for a rationalized, further developed manufacturing process in which the delivered semi-finished or semi-finished parts of floor component and friction ring component including their surface treatment/surface coating are delivered, so that a surface treatment/surface coating “Ob” is rationalized/obsolete at the end of the process.
Die Erfindung betrifft eine, aus zwei unterschiedlichen Werkstoffkomponenten gegenseitig fixiert aufgebaute, Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 . Dabei wird eine metallische Reibringkomponente 4 von einer möglichst leichtgewichtig ausgeführten Bodenkomponente 2 getragen. Prinzipiell kann die Bodenkomponente 2 aus beliebigem Werkstoff wie insbesondere aus möglichst dünnwandigem Metallwerkstoff oder alternativ aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet sein. Vorzugsweise ist eine leichtgewichtige Stahlblech- oder Aluminiumblechbodenkomponente gegeben, die eine zylindrische Reibringkomponente 4 trägt. Die Reibringkomponente 4 umfasst eine, nach radial innen gerichtete, Reibfläche 5 zwecks Kooperation mit einem Reibbelag 6 (einer Trommelbremsbacke). Die Topf- bzw. scheibenförmige Bodenkomponente 2 ist vorzugsweise als Napf tiefgezogen gestreckt ausgebildet und umfasst Boden 20 und Zarge 21 (als Rundzarge ausgebildet). Die Bodenkomponente 2 dient einerseits der Halterung bzw. Fixierung an einer Fahrwerkskomponente wie insbesondere an einer Radnabe 3 oder ähnlichem. Dabei sind Reibringkomponente 4 und Bodenkomponente 2 im Wesentlichen unlösbar aneinander, mit mindestens einer Umformmaßnahme, gegenseitig fest an- und zueinander fixiert. Die gegenseitige Fixierung ist formschlüssig, ohne dass es zwingend eines zusätzlichen Maschinenelementes (Schraube oder Niet) bedarf. Passende, gesonderte oder beliebig miteinander im Sinne einer Arbeitsteilung kombiniert arrangierte Schnittstellen bewirken zwischen den Komponenten die folgenden Funktionen a) präzise Fixierung und Zentrierung zwischen Komponenten (Axialrichtung und Radialrichtung, b) präzise Koaxialität zwischen Komponenten (Rundlaufgenauigkeit), c) weitgehend unnachgiebige Drehfixierung/Drehfestigkeit (formschlüssige Drehfixierung)Axialfixierung zwischen Komponenten, d) thermische Verträglichkeit (Wärmedehnungskoeffizient, Wärmeaufnahmekapazität). The invention relates to a motor vehicle composite brake drum 1 constructed from two different material components that are mutually fixed. A metal friction ring component 4 is carried by a base component 2 that is designed to be as lightweight as possible. In principle, the base component 2 can be made of any material, such as in particular a metal material that is as thin as possible or alternatively made of a plastic material. Preferably there is a lightweight sheet steel or sheet aluminum floor component carrying a cylindrical friction ring component 4 . The friction ring component 4 comprises a friction surface 5 directed radially inwards for the purpose of cooperation with a friction lining 6 (a drum brake shoe). The cup-shaped or disc-shaped base component 2 is preferably designed as a deep-drawn, stretched cup and includes the base 20 and frame 21 (designed as a round frame). The base component 2 is used on the one hand to hold or fix it to a chassis component, such as in particular to a wheel hub 3 or the like. There are friction ring components 4 and base component 2 are essentially inseparably fixed to one another, with at least one forming measure, firmly fixed to one another and to one another. The mutual fixation is form-fit without the need for an additional machine element (screw or rivet). Appropriate, separate interfaces or those arranged in any combination in the sense of a division of labor bring about the following functions between the components: a) precise fixing and centering between components (axial direction and radial direction, b) precise coaxiality between components (concentricity), c) largely unyielding rotational fixation/rotational strength (positive rotational fixation) axial fixation between components, d) thermal compatibility (coefficient of thermal expansion, heat absorption capacity).
Gemäß bevorzugter Ausführungsform ist die Bodenkomponente 2 aus einem dünnwandig ausgeführten, scheibenförmigen, Blechwerkstoff (vorzugsweise ausgehend von einem Stahlblechstreifen/-coil mit einer planaren Ausgangsdicke zwischen mindestens etwa 1 ,0 - 10,0 mm (vorzugsweise im Mittel etwa maximal 4,0 mm) oder AluminiumblechstreifenZ-coil mit einer planaren Ausgangsdicke zwischen mindestens etwa 3,0 - 16,0 mm mit vorzugsweise im Mittel etwa 6,0 mm) ausgetrennt. Dabei liegt erfindungsgemäß eine weitgehend koaxial ausgeformte, und in die Axialrichtung weisende Zarge 21 vor, welche einen Rand 24 der Reibringkomponente 4 nach Art einer Einspannung ausgehend von einer Bodenaußenseite sowie von radial außen umgreift sowie übergreift, vorzugsweise mit definierter Vorspannkraft einspannt. Die Zarge 21 übergreift dazu überlappend eine zylindrische Außenwandung der Reibringkomponente 4 zumindest teilweise von radial außen. Diese Konstruktion hat die vorteilhafte Wirkung, dass eine präzisierte gegenseitige Justierung/Komponentenausrichtung im Fügeprozess vereinfacht ermöglicht ist, weil eine präzise Justierung und/oder axial gerichtet ausgeführte Montagebewegung (Prozesschritt I) - ergo Kontrolle zwischen Bodenkomponente 2 und Reibringkomponente 4 mit von außen optisch weitestgehend unverdeckter Sicht(kontrolle) - ausgeführt sowie überwacht und/oder korrigiert werden darf. Die erfindungsgemäße Konstruktion erhöht als die Präzision, Fertigungsqualität und ermöglicht demzufolge eine werkergerecht verbesserte Montage/Kontrolle. Eine Blindeinschubmontage (mit durch die umlaufende Reibringkomponente von radial außen sichtverdeckter Fügezone wie in Fig. 1 von WO 2020/144251 A1 ) ist erfindungsgemäß vermieden d.h. Rundlauf ist verbessert bzw. Ausschuss ist minimiert. According to a preferred embodiment, the floor component 2 is made of a thin-walled, disk-shaped sheet metal material (preferably based on a sheet steel strip/coil with a planar initial thickness of between at least about 1.0 - 10.0 mm (preferably on average about a maximum of 4.0 mm) or aluminum sheet strip (Z-coil) with a planar initial thickness between at least about 3.0 - 16.0 mm (preferably on average about 6.0 mm). According to the invention, there is a largely coaxially shaped frame 21 pointing in the axial direction, which encompasses and overlaps an edge 24 of the friction ring component 4 in the manner of a clamping starting from a bottom outside and from radially outside, preferably clamping with a defined prestressing force. For this purpose, the frame 21 overlaps a cylindrical outer wall of the friction ring component 4 at least partially from the radial outside. This construction has the advantageous effect that a precise mutual adjustment/component alignment in the joining process is made possible in a simplified manner, because a precise adjustment and/or axially directed assembly movement (process step I) - ergo control between base component 2 and friction ring component 4 with an optically largely unobscured from the outside Visual (control) - may be carried out as well as monitored and/or corrected. The construction according to the invention increases the precision, production quality and consequently enables a worker-friendly improved assembly/control. A blind plug-in assembly (with the joining zone concealed from view radially from the outside by the circumferential friction ring component, as in FIG. 1 of WO 2020/144251 A1) is avoided according to the invention, ie concentricity is improved and rejects are minimized.
Es versteht sich, dass mittels oder infolge metallischer Umformung eine einheitliche entsprechende Wandstärke an der Bodenkomponente 2 vorliegen darf oder dass mit Werkstofffliess- und Verdrängungsprozessen eine Wandstärkenvariation in die ausgeführte Bodenkomponente 2 eintragbar ist, so dass diese Variation innerhalb der o.a. Wandstärkenbereiche an einer prinzipiell spanlos gefertigten Bodenkomponente 2 vorliegen könnte. Mit anderen Worten kann eine partiell ortsbezogen varriierte Wandstärkenvariation an der Bodenkomponente 2 beabsichtigt sein, welche sich zumindest annährend innerhalb oder geringfügig ausserhalb der o.a. Dickenbereiche für die gefertigte Wandstärke bewegt. Eine mögliche gefertigte Wandstärkenvariation schliesst ausdrücklich ortsbezogen, d.h. partiell in die Scheibenform örtlich begrenzt eingetragene Profilierungen (bspw. Versteifungsrippen) ein, und wobei die jeweiligen Wandstärken in diesen Bezirken dementsprechend angrenzend auch innerhalb oder ausserhalb des o.a. Bereiches liegen dürfen. It goes without saying that a uniform corresponding wall thickness may be present on the base component 2 by means of or as a result of metal forming, or that a wall thickness variation can be introduced into the executed base component 2 with material flow and displacement processes, so that this variation within the above-mentioned wall thickness ranges on a basically non-cutting manufactured Soil component 2 could be present. In other words, a partial, location-based variation in wall thickness can be intended on the base component 2, which is at least approximately within or slightly outside of the above-mentioned thickness ranges for the manufactured wall thickness. A possible manufactured wall thickness variation expressly includes localized profiles (e.g. stiffening ribs) that are partially incorporated into the pane shape, and the respective wall thicknesses in these areas may also lie within or outside the above-mentioned range.
Die Reibringkomponente 4 ist beispielhaft zylindrisch aus einem (Grau-)Gußwerkstoff (Lamellengraphitguss GG-L) mit einer Wandstärke zwischen mindestens etwa 5,0 - 11 ,0 mm gestaltbar sowie zumindest im Bereich seiner nach radial innen gerichteten Reiboberfläche 5 und/oder Flanschabschnitte zerspant. Mindestens eine weitere örtlich begrenzte Zerspanung der Reibringkomponente 4 bezieht sich demzufolge auf den Flanschabschnitt als Komponentenschnittstelle, welche an die Bodenkomponente 2 angrenzt/an der Bodenkomponente 2 fest angreift. The friction ring component 4 can, for example, be made cylindrical from a (grey) cast material (lamellar graphite cast iron GG-L) with a wall thickness of between at least about 5.0 - 11.0 mm and can be machined at least in the area of its radially inwardly directed friction surface 5 and/or flange sections . At least one further locally limited chipping of the friction ring component 4 consequently relates to the flange section as the component interface, which adjoins the base component 2 / firmly engages on the base component 2 .
Weil konventionell gegossene Kraftfahrzeugbremstrommeln vielfach in Gänze (also auch im Boden 20) im Wesentlichen durchgängig aus einem metallischen Gusswerkstoff mit einer fertigungstechnischen Guß-Mindestwandstärke von mindestens etwa 10 mm vorliegen, ist deren Boden 20 vielfach überdimensioniert ausgelegt, mit der Folge, dass die vorliegende Erfindung eine rationelle Bauweise sowie Massereduktion anhand bedarfsgerechter Blechhalbzeugauswahl gestattet, ohne freilich die notwendige Sicherheit zu gefährden. Because conventionally cast motor vehicle brake drums are often made entirely (including the base 20) of a metallic cast material with a minimum cast wall thickness of at least about 10 mm, their base 20 is often oversized designed, with the result that the present invention allows a rational design and mass reduction based on needs-based semi-finished sheet metal selection without of course jeopardizing the necessary safety.
Die Reibringkomponente 4 ist in bevorzugter Ausführungsform einstückig aus Metall-Gusswerkstoff aufgebaut und umfasst eine speziell arrangierte Zarge-/Bodenaufnahmeschnittstelle für zentrierten Angriff/E ingriff der Bodenkomponente 2. Dazu verfügt die Bodenaufnahmeschnittstelle in Kooperation mit der Reibringkomponente 4 über Formschlusskupplungen anhand von ein oder mehrerer Mittel, die eine besondere Profilierung mit mehreren Kavitäten 23 und NockenA/orsprüngen umfassen können. In Kombination mit einer umgeformt tiefgezogen erhaltenen Bodenkomponente 2, die grundsätzlich aus einem planaren d.h. passen ausgetrennt und zumindest in einer Fügezone umgeformt profiliertem Blechwerkstoff (vorzugsweise Stahl- oder Alum iniumwerkstoff) erhalten ist, wird ein rationell eingesetztes Werkstoffvolumen bei reduzierter Zerspanung/Masse erhalten. In a preferred embodiment, the friction ring component 4 is constructed in one piece from cast metal and includes a specially arranged frame/bottom receiving interface for centered attack/engagement of the bottom component 2. For this purpose, the bottom receiving interface in cooperation with the friction ring component 4 has positive-locking couplings using one or more means , Which can include a special profiling with several cavities 23 and cams A / projections. In combination with a formed, deep-drawn bottom component 2, which is fundamentally obtained from a planar, i.e. suitable, cut and formed, profiled sheet metal material (preferably steel or aluminum material) in at least one joining zone, a rationally used material volume with reduced machining/mass is obtained.
Eine Kaltumformung mit besonders erhöhter Kaltverfestigung der Bodenkomponente 2 wie insbesondere durch Stülpziehen kann zur Festigkeitssteigerung besonders sinnhaft sein, um besonders hochbeanspruchte Zonen zwecks erhöhter (Dauer-)Festigkeit der Kraftfahrzeugverbundbremstrommel 1 bei besonders geringem Werkstoffeinsatz/Gewicht passend verstärkt auszustatten. Es werden mehre Varianten vorgeschlagen. Cold forming with particularly increased strain hardening of the base component 2, in particular by reverse drawing, can be particularly useful for increasing strength in order to equip particularly highly stressed zones with suitable reinforcement for the purpose of increased (long-term) strength of the motor vehicle composite brake drum 1 with particularly low use of materials/weight. Several variants are proposed.
In Verbindung mit einer ersten Variante A - einer ersten „Zarge“-Lösung - werden die Bremsdrehmomente unter Fixierkräfte über besonders geeignete Formschlussprofilierungen abgeleitet. Dazu dient eine besondere Profilierung („Vielzahn“), die an- oder in die Reibringkomponente eingearbeitet, respektive eingegossen und/oder spanend bearbeitet ist, und wobei eine plastische Blechumformung der Bodenkomponente derart erfolgt, dass der Blechwerkstoff nach Komponentenmontage zwecks gegenseitiger Fixierung nach radial innen eingedrückt wird (plastische Verformung) damit eine zugeordnete Kavität bzw. Hinterschneidung in der Reibringkomponente zumindest teilweise ausgefüllt bzw. hintergriffen wird. In connection with a first variant A - a first "frame" solution - the braking torques under fixing forces are derived via particularly suitable form-fit profiles. A special profiling (“multi-tooth”) is used for this purpose, which is worked on or into the friction ring component, or cast and/or machined, and with plastic sheet metal forming of the base component taking place in such a way that the sheet metal material after component assembly is radially inward for the purpose of mutual fixation is pressed in (plastic deformation) so that an associated cavity or Undercut in the friction ring component is at least partially filled or reached from behind.
In einer weiteren Variante der „Zarge“-Lösung werden die Bremsdrehmomente im Ergebnis über Laschen des Blechwerkstoffs von der Bodenkomponente in Verbindung mit zugeordneten Kavitäten in der Schnittstelle der Reibringkomponente übertragen, und wobei diese Profilierung nach Bedarf x-fach am Umfang verteilt vorgesehen ist. Die Anzahl x der Kavitäten ist projektspezifisch zu dimensionieren also abhängig von maximal übertragenen Bremsdrehmomenten unter Beachtung einer hinreichenden Sicherheit gegen Bauteilversagen (FE-Berechnung). In a further variant of the "frame" solution, the braking torques are ultimately transmitted via tabs in the sheet metal material from the base component in conjunction with associated cavities in the interface of the friction ring component, and this profiling is provided x-fold distributed around the circumference as required. The number x of cavities must be dimensioned project-specifically, i.e. depending on the maximum transmitted braking torque, taking into account adequate safety against component failure (FE calculation).
Axial gerichtete Sicherung/Fixierung zwischen Bodenkomponente und Reibringkomponente kann bevorzugt gewährleistet sein durch eine Nut in der Reibringkomponente, in die sich die Bodenkomponente (Blechteil) mit x Laschen (am Umfang verteilt) in Verbindung mit einen passenden Umformvorgang festkrallt. Axially directed securing/fixing between base component and friction ring component can preferably be ensured by a groove in the friction ring component, into which the base component (sheet metal part) with x lugs (distributed on the circumference) claws in connection with a suitable forming process.
Bei einer noch weiteren Variante der „Zarge“-Lösung - werden die Bremsdrehmomente über einen integralen Formschluss anhand Verzahnung (im „Vielzahn“) übertragen. Die axiale Sicherung zwischen Bodenkomponente und Reibringkomponente wird hier über eine bestimmte Anzahl von x Halteelementen gewährleistet, und wobei diese Halteelemente in der Bodenkomponente - nach Paarung der beiden Komponenten - ausgeformt (eingestemmt) werden. In yet another variant of the "frame" solution - the braking torques are transmitted via an integral form fit using teeth (in the "multi-tooth"). The axial securing between the base component and the friction ring component is ensured here by a specific number of x retaining elements, and these retaining elements are formed (mortised) in the base component—after the two components have been paired.
Durch geschickte neuartige Variation sowie Kombination von Herstellungsverfahren bzw. Einsatz von massenhaft standardisierten vorfertigbaren Halbzeugkomponenten (industrieller Rohteilguß (für die Reibringkomponente) + Blechhalbzeugverwendung für die Bodenkomponente (d.h. Trennen bzw. Stanzen, Umformen - d.h. Tiefziehen, Pressen, Biegen) wird es erfindungsgemäß ermöglicht, eine besonders günstig unlösbar aufgebaute Verbundbremsscheibe darzustellen, und wobei der passende Topfboden aus besagtem Blechwerkstoff kostengünstig erzeugt sowie individuell passend auf Kundenanforderungen (kundenspezifische Designmerkmale) konfektionierbar dargestellt ist. Durch die zwei- oder mehrstückige Ausführung mit quasi erfindungsgemäß normierter gegenseitiger Schnittstellengestaltung zwischen Komponenten ist es erfindungsgemäß vereinfacht ermöglicht, eine gewissermassen standardisierte, bzw. übereinstimmend mit identischem Reibdurchmesser ausgelegte, Reibringkomponente zwecks Austauschverbau mit ganz verschieden profiliert konfektionierten Bodenkomponenten wechselweise zur Alternativpaarung vorbereitet vorzuhalten bzw. zu speichern. Die einerseits mit gegenseitiger Schnittstellenstandardisierung vorgesehene Komponentenbauweise mit andererseits modular austauschbar unterschiedlich konfektionierter Bodenkomponente ermöglicht bei verbesserter Wertschöpfung eine industriell rationalisierte, vereinfachte Logistik bei stark rationalisierten Fahrzeugtypvariation. Das Ergebnis ist die Bremstrommelvariation für erweiterte Großserienvariation im Rahmen eines sog. Trommelbremsenbaukastensystems (sog. Cleverly innovative variations and combinations of manufacturing processes and the use of masses of standardized, prefabricated semi-finished product components (industrial blank casting (for the friction ring component) + use of semi-finished sheet metal products for the base component (ie cutting or stamping, forming – ie deep-drawing, pressing, bending) make it possible according to the invention to represent a particularly cheap, non-detachably constructed composite brake disc, and the matching pot bottom made from said sheet metal material is produced inexpensively and can be individually tailored to customer requirements (customer-specific design features). Due to the two-piece or multi-piece design with mutual interface design between components standardized according to the invention, it is made possible according to the invention, in a simplified way, to provide or to provide a to a certain extent standardized friction ring component, or one designed to match with an identical friction diameter, for the purpose of replacement installation with base components made up with completely different profiles, prepared alternately for alternative pairing to save. The component design, which is provided on the one hand with mutual interface standardization and on the other hand, modularly interchangeable, differently assembled floor components, enables industrially rationalized, simplified logistics with greatly rationalized vehicle type variation with improved added value. The result is the brake drum variation for extended large-scale series variation within the framework of a so-called modular drum brake system (so-called
Trommelbrems-Family-Konzept), indem ganz verschieden variierte, d.h. unterschiedlich profilierte (also adaptiv konfektionierte) Bodenkomponenten mit prinzipiell gleichartig dimensionierten Reibringkomponenten gepaart werden dürfen, um verschiedenste Radnabenschnittstellen, Packaging- und Designvorgaben von Kraftfahrzeugherstellern gerecht zu werden, ohne für jeden dieser Fälle stets eine sehr teure Gussformänderung durchzuführen (vereinfachtes Carry-over von einer quasi standardisiert gegossenen Reibringkomponente). Drum brake family concept), in which very differently varied, i.e. differently profiled (i.e. adaptively assembled) floor components can be paired with basically the same dimensioned friction ring components in order to meet the most diverse wheel hub interfaces, packaging and design specifications from motor vehicle manufacturers, without always having to do justice to each of these cases to carry out a very expensive mold change (simplified carry-over from a quasi-standard cast friction ring component).
Obwohl die vorstehend beschriebene gegenseitige Fügung der zwei unterschiedlichen Bremstommelkomponenten prinzipiell nicht zwingend eine dritte Komponente erfordert, ist es in Ergänzung denkbar sowie möglich, dass in Variation - bei Bedarf die übertragenen Drehmomente optional mit einer zusätzlichen unlösbaren oder lösbare Verbindung (z.B. Passungsverbund, Löten, Schweißen, Halte- oder Befestigungselement wie Passfeder, Stift, Schraube, Niete oder äquivalent) übertragen wird. Diese zusätzliche bzw. gesonderte Absicherung der Formschlussverbindung bewirkt eine zusätzliche Sicherheit der Fixierung. Although the mutual joining of the two different brake drum components described above does not necessarily require a third component in principle, it is conceivable and possible in addition - if required - the transmitted torques can optionally be connected with an additional non-detachable or detachable connection (e.g. fitting compound, soldering, welding , retaining or fastening element such as key, pin, screw, rivet or equivalent) is transferred. This additional or separate protection of the positive connection results in additional security of the fixation.
Ein Fügeprozess unter Ausführung mit besonders hoher Präzision bzw. die Dauerfestigkeit der gefügten Komponenten im bestimmungsgemäßen Gebrauch kann zudem noch durch die beiden folgenden Maßnahmenpakete noch zusätzlich verbessert werden. Die beiden Maßnahmenpakete sind dabei in den betreffenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jeweils selbständig für sich oder in gegenseitiger Kombination sinnvoll sowie möglich: A joining process carried out with particularly high precision or the fatigue strength of the joined components in the intended use can also be further improved by the two following packages of measures. In the relevant embodiments of the present invention, the two packages of measures are useful and possible independently or in mutual combination:
1 ) Durch besonders exakt - d.h. in sämtliche Raumachsen präzisiertes Ausrichten der Schnittstellen von Bremstrommelbodenkomponente zu der1) By particularly precise - i.e. in all spatial axes precise alignment of the interfaces of the brake drum base component to the
Bremstrommelreibringkomponente in einem erfindungsgemäß abgestimmten Montage- und Fügeprozess (Komponentenmontage + Umformungsprozess) - wird die erforderliche Konzentrizität und erforderliche gegenseitige Form- und Lagetoleranz (Rundlaufpräzision) zwischen den beiden Komponenten sichergestellt. Brake drum friction ring component in an inventively coordinated assembly and joining process (component assembly + forming process) - the required concentricity and required mutual shape and position tolerance (concentricity precision) between the two components is ensured.
2) Es hat sich erwiesen, dass neben dem beschriebenen Formschluss eine integrale, gegenseitig federelastisch definierte, Vorspannwirkung in der/den Fügeschnittstelle(n) zwischen den zusammengefügten Komponente(n), zielführend sein kann, um dadurch eine Ausgleichsschnittstelle darzustellen, die eine integrale gegenseitige elastische Vorspannwirkung zwischen den gefügten Komponenten bewirkt. Prinzipiell kann die elastische Vorspannkraft in sämtliche Raumachsrichtungen gerichtet zwischen den gefügten Komponenten als gegenseitige Ausgleichskomponente mit Spiel eingefügt sein. Mit einer zugehörigen Skizze wird ein konstruktives Beispiel gegeben, wie die Schnittstelle mit einer axial gerichteten Vorspannkraft montiert und fixiert werden kann, damit Thermo- bzw. Dehneffekte selbsttätig ausgeglichen werden können. Zwecks Ausgestaltung der Konfektionierung mit integraler Ausgleichsschnittstelle ist es dafür mit besonderem Vorteil möglich sowie sinnvoll, eine Schäftung vorzusehen. Durch begrenzte Winkelabweichung/Kröpfung (Schäftungswinkel-) d.h. ohne sklavische Parallelität in der Fügeschnittstelle der Bodenkomponente zur Reibringkomponente (bzw. umgekehrt (wechselweise), und/oder durch eine leichte Schrägfläche (Konifizierung) in der gegenseitigen Anlage, die vorzugsweise an der reibringseitigen Schnittstelle al lokiert sein kann, wird eine elastische Vorspannung zwischen den beiden Bauteilen induziert, welche Wärmeeinflüsse, Fertigungstoleranzen und Setzeffekte besonders günstig sowie zielführend kompensiert. 2) It has been shown that, in addition to the form fit described, an integral, mutually elastically defined prestressing effect in the joining interface(s) between the assembled component(s) can be expedient in order to thereby create a compensation interface that has an integral mutual causes elastic prestressing effect between the joined components. In principle, the elastic prestressing force directed in all spatial axis directions can be inserted between the joined components as a mutual compensating component with play. A constructive example is given with an accompanying sketch of how the interface can be mounted and fixed with an axially directed prestressing force so that thermal or expansion effects can be automatically compensated. For the purpose of designing the assembly with an integral compensating interface, it is particularly advantageous and useful to provide a shank. By limited angle deviation / cranking (helix angle), i.e. without slavish parallelism in the joint interface of the base component to the friction ring component (or vice versa (alternately), and / or by a slight inclined surface (conification) in the mutual system, which is preferably at the interface on the friction ring side al can be localized, an elastic prestress is induced between the two components, which thermal influences, Manufacturing tolerances and settling effects are compensated particularly cheaply and purposefully.
Nachstehend zusammenfassend einige Vorteile der vorliegenden Erfindung: Some advantages of the present invention are summarized below:
• Verringerter Rohwerkstoffeinsatz bei Komponentenfertigung, • Reduced use of raw materials in component manufacture,
• Gewichts-Reduktion, • weight reduction,
• verbessertes Schirmungsverhalten => konstantes c* über Temperatur),• Improved shielding behavior => constant c* over temperature),
• Bodenkomponente in Blechwerkstoff-Umformgestaltung ermöglicht vereinfachte Produktkennzeichnung (Prägung, Kundenlogo etc.), • Base component in sheet metal forming design enables simplified product labeling (embossing, customer logo, etc.),
• Montagefreundlich, • Easy to assemble,
• zu liefergerecht verzweigter Komponentenfertigungs- + Fügeprozess, • branched component manufacturing + joining process to be ready for delivery,
• Günstige Komponentenfertigung durch Massentechnologie (Gießen, Trennen (Stanzen), Tiefziehen) • Inexpensive component production using mass technology (casting, cutting (stamping), deep drawing)
• Kraftfahrzeugverbundbremstrommel-Family-Konzept möglich (günstige Variantenbildung) • Motor vehicle composite brake drum family concept possible (favorable variant formation)
• NVH (Geräusch-)Vorteile (gewichtsneutrale Versteifung der Bodenkomponente durch Rippen applikationsgerecht etc.) • NVH (noise) advantages (weight-neutral stiffening of the floor component through ribs appropriate to the application, etc.)
• Mit Ausführung in nichtrostendem Stahlblech, oder bspw. Aluminium-Blech ist für die Bodenkomponente die Rationalisierung der Oberflächenbehandlung möglich • A rationalization of the surface treatment for the floor component is possible with the execution of stainless steel sheet or, for example, aluminum sheet
• Symmetrische Ausführung => keine Verwechslungsgefahr recht / links• Symmetrical design => no risk of confusion right / left
• Bei üblichen (bspw. Kleinwagen-)Bremsdrehmomenten kein Löten (oder andere unlösbare Verbindung) zwecks Bremsdrehmomentübertragung zwingend • With normal (e.g. small car) braking torques, no soldering (or other non-detachable connection) is required for braking torque transmission
• Reduzierter Zerspanungsaufwand (im Vergleich zu Vollgussbremstrommel) • Reduced machining effort (compared to solid cast brake drums)
Bezugszeichenliste Reference List
1 Kraftfahrzeugverbundbremstrommel1 motor vehicle composite brake drum
2 Bodenkomponente 2 soil component
3 Radnabe 3 wheel hub
4 Reibringkomponente 4 friction ring component
5 Reibfläche 5 friction surface
6 Reibbelag 6 friction lining
7 Formschlusskupplung 7 positive clutch
8 Fuge (axialgerichtet) 8 joint (axially directed)
9 Fuge (radialgerichtet) 9 joint (radial)
12 Werkzeug 12 tool
13 Kavität 13 cavity
14 Werkstoffreservoir (Nut) 14 material reservoir (groove)
15 Haltebund 15 retaining band
16 Anschlag 16 stop
20 Boden 20 floor
21 Zarge 21 frame
22 Nockenvorsprung 22 cam lobe
23 Kavität 23 cavity
24 Rand 24 fringe
25 Haltelasche 25 retaining tab
26 Lanzierung 26 Lancing
27 Sicke 27 surround
28 Lötbezirk 28 soldering district
FE Flanschebene FE flange level
AR Arbeitsraum AR workspace
Ax Axialrichtung Ax axial direction
R Radialrichtung F Kraft R radial direction F force
V Arbeitsbewegung, Vorschub a (Anstell-)Winkel ö Spaltrückfederung l,ll Prozessschritt a,b Einstichtiefe (Extremwerte)V Working movement, feed a (approach) angle ö Gap springback l,ll Process step a,b Grooving depth (extreme values)
X Deformationszone X deformation zone

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse, die mindestens eine Bodenkomponente (2) als Radnabenschnittstelle mit mindestens einer Reibringkomponente (4) als Reibpartner für mindestens einen Reibbelag (6) miteinander kombiniert, in Konfektionierung als mehrstückig aus unterschiedlichen Komponentenwerkstoffen aufgebaute Kraftfahrzeugverbundbremstrommel, wobei die Komponenten (2,4) als Formschlusskupplung (7) abgestimmte Flanschabschnitte mit einander definiert zugewandten Zentrierzylinderflächen und/oder mit einander definiert zugewandten Auflagerzylinderflächen aufweisen, und koaxial zueinander sowie fest in Axialrichtung Ax gerichtet zusammengefügt sind, wobei zwischen den Komponenten (2,4) mindestens ein Fixiermittel vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenkomponente (2) als Napf mit Boden (20) und Zarge (21 ) gebildet ist, und wobei die Zarge (21 ) gesondert über wenigstens einen Nockenvorsprung (22) verfügt, der zur Drehmomentübertragung zwischen Bodenkomponente (2) und Reibringkomponente (24) in eine Kavität (23) der Reibringkomponente (4) formschlüssig eingreift, oder umgekehrt. 1 . Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake, which combines at least one base component (2) as a wheel hub interface with at least one friction ring component (4) as a friction partner for at least one friction lining (6), in packaging as a multi-piece motor vehicle composite brake drum constructed from different component materials, the components ( 2,4) as a form-fitting coupling (7) have matched flange sections with centering cylinder surfaces facing one another in a defined manner and/or with bearing cylinder surfaces facing one another in a defined manner, and are joined together coaxially to one another and firmly aligned in the axial direction Ax, with at least one fixing means between the components (2,4). is present, characterized in that the base component (2) is formed as a cup with base (20) and frame (21), and wherein the frame (21) separately has at least one cam projection (22) which is used for torque transmission between Bottom component (2) and friction ring component (24) engages in a cavity (23) of the friction ring component (4) in a form-fitting manner, or vice versa.
2. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zarge (21 ) einen Rand (24) der Reibringkomponente (4) von radial außen umgreift und/oder übergreift. 2. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 1, characterized in that the frame (21) surrounds and/or overlaps an edge (24) of the friction ring component (4) from the radial outside.
3. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenvorsprung (22) als Verzahnung ausgebildet ist, die mehrere Zahnvorsprünge an der Bodenkomponente (2) definiert, und wobei jeder Zahnvorsprung der Bodenkomponente (2) in eine zugeordnete Zahnkavität an der Reibringkomponente (4) eingreift, oder umgekehrt. 3. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 1 or 2, characterized in that the cam projection (22) is designed as a toothing which defines a plurality of tooth projections on the floor component (2), and each tooth projection of the floor component (2) in an associated tooth cavity on the friction ring component (4) engages, or vice versa.
4. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnvorsprünge und die Zahnkavitäten an der jeweiligen Komponente im Wesentlichen mit regelmäßiger Teilung zueinander distanziert vorgesehen sind. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zahnvorsprüngen und Zahnkavitäten ein definierter Versatz Vv, Vk vorgesehen ist, welcher Versatz eine Lücke definiert. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung als eine Stirnradverzahnung ausgebildet ist. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung als eine Axial- und/oder Hirth-Verzahnung ausgebildet ist. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fügeschnittstelle zwischen Bodenkomponente (2) und Reibringkomponente (4) eine Verlötung umfasst. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringkomponente (4) mit Versatz zu einer Auflagerfläche sowie seitlich angrenzend neben einer Zentrierzylinderfläche zwecks formschlüssiger Fixierung über wenigstens einen Rücksprung zwecks Aufnahme von einer Haltelasche (25) der Bodenkomponente (2) verfügt. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelasche (25) als ein Blechschenkelvorsprung der Bodenkomponente (2) vorliegt. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelasche (25) als abgewinkelt umgebogener Blechbiegeschenkelvorsprung vorliegt. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelasche (25) als mehrfach abgewinkelt umgebogener Blechbiegeschenkelvorsprung vorliegt. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelasche (25) durch eine Lochung der Zarge (21 ) erhalten ist, und wobei wenigstens ein Nockenvorsprung (22) der Reibringkomponente (4) formschlüssig in das Loch der Bodenkomponente (2) eingreift. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der formschlüssige Eingriff zwischen Loch und Nockenvorsprung (22) mittels Lanzierung (26) der Zarge (21 ) vorliegt. Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) für eine Kraftfahrzeugradbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanzierung (26) und/oder das Loch in Kooperation mit dem Nockenvorsprung (22) derart deformiert in formschlüssigem Eingriff miteinander ausgeprägt sind, dass die Bodenkomponente (2) sowie die Reibringkomponente (4) mit definierter Vorspannkraft lagegesichert aufeinander zugespannt sind. Herstellungsverfahren für eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) aus mindestens zwei gefügten Komponenten aus unterschiedlichen Werkstoffen, insbesondere mit den Merkmalen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 21 4. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 3, characterized in that the tooth projections and the Tooth cavities are provided on the respective component spaced apart from one another essentially with a regular pitch. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that a defined offset Vv, Vk is provided between tooth projections and tooth cavities, which offset defines a gap. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the toothing is designed as a spur gear toothing. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the toothing is designed as an axial and/or Hirth toothing. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that a joint interface between the base component (2) and the friction ring component (4) comprises soldering. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized in that the friction ring component (4) offset to a bearing surface and laterally adjacent next to a centering cylinder surface for the purpose of positive fixing via at least one recess for the purpose of receiving a retaining tab (25) the floor component (2) has. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the retaining tab (25) is present as a metal leg projection of the floor component (2). Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 10, characterized in that the retaining tab (25) is present as an angled sheet metal bending leg projection. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to Claim 11, characterized in that the retaining tab (25) is present as a sheet metal bending leg projection bent over several times. Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to one or more of the preceding Claims 9 - 12, characterized in that the retaining tab (25) is obtained through a perforation in the frame (21), and wherein at least one cam projection (22) of the friction ring component (4 ) positively engages in the hole in the floor component (2). Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to claim 13, characterized in that the form-fitting engagement between the hole and the cam projection (22) is provided by means of a lance (26) of the frame (21). Motor vehicle composite brake drum (1) for a motor vehicle wheel brake according to Claim 14, characterized in that the lance (26) and/or the hole in cooperation with the cam projection (22) are deformed in such a way that they engage in a form-fitting manner such that the base component (2) and the Friction ring components (4) are clamped together in a secured position with a defined preload force. Manufacturing method for a motor vehicle composite brake drum (1) from at least two joined components made of different materials, in particular with the features according to one or more of claims 1 - 21
15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bodenkomponente (2) und eine Reibringkomponente (4) in einem ersten Arbeitsschritt gereinigt werden, dass zueinander ausgerichtet justiert zugeführte Abschnitte der zu paarenden Bodenkomponente (2) und Reibringkomponente (4) in einem folgenden Arbeitsschritt koaxial zueinander sowie durch Positionierung und/oder Kodierung/Bilderfassung ausgerichtet und mit korrekter Positionierung unter Deformation von wenigstens einer Komponente aneinander fixiert werden. Herstellungsverfahren für eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Bodenkomponente (2) und Reibringkomponente (4) im Fixierprozess mit definierter Vorspannkraft gegenseitig aufeinander zugespannt sind, und wobei die definierte Vorspannkraft während der Deformation der wenigstens einen Komponente aufrechterhalten wird. Herstellungsverfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die gegenseitige Fixierung der Komponenten ein Verfahrensschritt vorgesehen ist, der eine stoffschlüssige Verlötung und/oder stoffschlüssige Verschweißung zwischen Bodenkomponente (2) und Reibringkomponente (4) beinhaltet. Herstellungsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Komponenten eine Hartverlötung definiert ist. Herstellungsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verlötung der Komponenten in einem Lötbezirk (28) ein berührungsloser Wärmeeintrag unter Verwendung von Lichtenergie, und/oder Wellenenergie und/oder Teilchenenergie, wie insbesondere Elektronenstrahlenergie und/ oder Laserstrahlenergie vorgesehen ist. 22 15, characterized in that a floor component (2) and a friction ring component (4) are cleaned in a first work step, that sections of the floor component (2) to be paired and friction ring component (4) that are fed aligned and aligned with one another in a subsequent work step are coaxial with one another and through Positioning and/or coding/image capture are aligned and fixed to one another with correct positioning under deformation of at least one component. Manufacturing method for a motor vehicle composite brake drum (1) according to Claim 16, characterized in that the base component (2) and friction ring component (4) are mutually clamped towards one another in the fixing process with a defined preload force, and the defined preload force is maintained during the deformation of the at least one component. Manufacturing method according to Claim 16 or 17, characterized in that following the mutual fixing of the components, a method step is provided which includes materially bonded soldering and/or materially bonded welding between the base component (2) and the friction ring component (4). Manufacturing method according to Claim 18, characterized in that a hard soldering is defined between the components. Manufacturing method according to one or more of claims 18 or 19, characterized in that for the soldering of the components in a soldering area (28) a contactless heat input using light energy, and / or wave energy and / or particle energy, such as in particular electron beam energy and / or laser beam energy is provided. 22
21. Herstellungsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlötung robotergestützt erfolgt, und wobei einem Lötbezirk (28) automatisiert ein Zuschlagwerkstoff zugeführt wird. 21. Manufacturing method according to one or more of claims 18 to 20, characterized in that the soldering takes place with the aid of a robot, and wherein a soldering area (28) is automatically supplied with an additive material.
22. Herstellungsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 - 21 für eine Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ), insbesondere mit den Merkmalen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlussbearbeitung der gefertigten Kraftfahrzeugverbundbremsrotors (1) zumindest einen automatisierten dynamischen Auswuchtvorgang aufweist. 22. Manufacturing method according to one or more of claims 16 - 21 for a motor vehicle composite brake drum (1), in particular with the features according to one or more of claims 1 - 15, characterized in that final processing of the manufactured motor vehicle composite brake rotor (1) includes at least one automated dynamic balancing process having.
23. Herstellungsverfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswuchtvorgang zur individuellen Erkennung und bedarfsgerechten Bekämpfung von dynamischer Unwucht dient, indem ein oder mehrere Bezirke mit konzentrierter Ergänzung von Masse(en) und/oder ein oder mehrere Zerspanbezirk(e) mit punktueller Bearbeitung zwecks Abtrag von Werkstoffmasse nach Bedarf an einer Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) vorgesehen sind. 23. Manufacturing method according to claim 22, characterized in that the balancing process is used for the individual detection and needs-based combating of dynamic imbalance by one or more areas with a concentrated addition of mass(es) and/or one or more machining area(s) with selective processing are provided for the purpose of removing mass of material as required on a motor vehicle composite brake drum (1).
24. Herstellungsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenkomponente (2) und die Reibringkomponente (4) mit includierter Oberflächenbehandlung derart angeliefert werden, so dass eine Oberflächenbehandlung der gefertigten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) rationalisiert ist, oder dass eine Schlussbearbeitung im Herstellungsverfahren einer gefügten Kraftfahrzeugverbundbremstrommel (1 ) zumindest einen Oberflächenbehandlungsvorgang beinhaltet. 24. Manufacturing method according to one or more of claims 16 to 23, characterized in that the base component (2) and the friction ring component (4) are delivered with included surface treatment in such a way that a surface treatment of the manufactured composite motor vehicle brake drum (1) is rationalized, or that a final processing in the manufacturing process of a joined motor vehicle composite brake drum (1) includes at least one surface treatment process.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1995697A (en) * 1932-04-23 1935-03-26 Motor Wheel Corp Composite brake drum and method of making the same
US2080395A (en) * 1931-03-02 1937-05-18 Midland Steel Prod Co Brake drum and backing plate combination
DE102009044678B4 (en) 2008-11-27 2012-02-02 Leiber Group Gmbh & Co. Kg Method and device for producing a positive connection of different cup-shaped components of a brake drum
JP2013155850A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Aisin Aw Co Ltd Band brake device
WO2020144251A1 (en) 2019-01-11 2020-07-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Pot-shaped composite brake rotor for motor vehicles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2080395A (en) * 1931-03-02 1937-05-18 Midland Steel Prod Co Brake drum and backing plate combination
US1995697A (en) * 1932-04-23 1935-03-26 Motor Wheel Corp Composite brake drum and method of making the same
DE102009044678B4 (en) 2008-11-27 2012-02-02 Leiber Group Gmbh & Co. Kg Method and device for producing a positive connection of different cup-shaped components of a brake drum
JP2013155850A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Aisin Aw Co Ltd Band brake device
WO2020144251A1 (en) 2019-01-11 2020-07-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Pot-shaped composite brake rotor for motor vehicles

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