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Dokumentenidentifikation DE3739031C2 18.12.1997
Titel Verfahren zum Gießen von selbstbelüfteten Bremsscheiben
Anmelder Freni Brembo S.p.A., Curno, Bergamo, IT
Erfinder Gotti, Giovanni, Alme, Bergamo, IT
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Anmeldedatum 17.11.1987
DE-Aktenzeichen 3739031
Offenlegungstag 09.06.1988
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.12.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.12.1997
IPC-Hauptklasse B22D 30/00
IPC-Nebenklasse F16D 65/12   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von selbstbelüfteten Bremsscheiben mit zwei nebeneinander angeordneten Ringen, die durch zwischen den Ringen in verschränkter Anordnung vorgesehene Stege miteinander verbunden sind.

Selbstbelüftete Bremsscheiben dieser Art sind z. B. aus der DE 33 35 807 A1 bekannt. Sie haben eine sehr viel komplexere Struktur als normale Bremsscheiben. Bei ihnen besteht der Bremsgürtel nämlich aus den beiden nebeneinander liegenden Ringen, zwischen denen sich ein von Ventilationsluft durchströmter Zwischenraum befindet, und den Stegen, die sich zwischen den beiden Ringen durch den Zwischenraum erstrecken, um die Ringe miteinander zu verbinden und Strahlungselemente zu bilden.

Bremsscheiben dieser Gattung werden insbesondere für die Bremsen von Hochleistungsfahrzeugen verwendet, z. B. für Fahrzeuge mit hoher Motorleistung oder für Wettbewerbsfahrzeuge.

Solche selbstbelüfteten Bremsscheiben werden durch Gießen aus einem Roheisen geeigneter Zusammensetzung hergestellt. Durch anschließende Bearbeitung der so gewonnenen Gußstücke in Werkzeugmaschinen erhält man die fertigen Bremsscheiben mit den gewünschten Endmaßen.

Aufgrund der besonderen Struktur der Bremsscheibe, die zweidimensionale Teile, wie die Ringe, und eindimensionale Teile, wie die Stege, aufweist, ist ihre Herstellung durch Gießen schwierig, da sich in dem Gußstück infolge der unterschiedlichen Abkühlungsgeschwindigkeit der Teile starke Spannungen ausbilden.

Derzeit werden die Gußstücke zur Stabilisierung der metallographischen Struktur und zur Eliminierung oder zumindest Reduzierung der inneren Spannungen vor der Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen einer Glühbehandlung unterzogen. Bei Bremsscheiben, die für Bremsen von Wettbewerbsfahrzeugen bestimmt sind und deshalb äußerst enge Endtoleranzen haben müssen, ist es üblich, die Scheibe nach der mechanischen Vorbearbeitung und vor der Endbearbeitung einer zweiten thermischen Behandlung zu unterziehen.

Ein solches Verfahren ist offensichtlich langwierig und kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von selbstbelüfteten Bremsscheiben der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten: Herausnehmen des Gußstücks nach dem Gießen aus dem Formkasten, wobei man den Formsand an dem Gußstück beläßt; Abkühlen des aus Gußstück und Sandform bestehenden Komplexes von 400°C auf 100°C in Luft mit Umgebungstemperatur, wobei die Form das Abkühlen um wenigstens drei Stunden verlangsamt; Befreien des Gußstücks von der Sandform bei einer Temperatur von 100°C.

Der aus Gußstück und Form bestehende Komplex wird vorteilhafterweise während des Verfahrensschritts des Abkühlens über eine 400 bis 600, vorzugsweise 500 Meter lange Wegstrecke bewegt wird.

Weitere Vorteile und Eigenschaften des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen:

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bremsscheibe,

Fig. 2 zeigt eine längs der Linie II-II ausgeführten Schnitt einer Einzelheit der Bremsscheibe von Fig. 1.

Die in den Zeichnungsfiguren dargestellte Bremsscheibe 1 für eine selbstbelüftete Scheibenbremse für Hochleistungsfahrzeuge besitzt eine Nabe 2 und einen Bremsgürtel 3. Die Achse der dargestellten Bremsscheibe ist mit x-x bezeichnet.

Die Nabe 2 und der Bremsgürtel 3 sind zueinander koaxial. Sie sind vorzugsweise als Gußstück einem geeigneten Material, z. B. aus Gußeisen, nach dem im folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt.

Der Bremsgürtel 3 besteht aus zwei Ringen 4 und 5 von im wesentlichen gleicher Dicke, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Der gegenseitige Abstand der Ringe 4 und 5 entspricht etwa ihrer Dicke. Die Ringe begrenzen zwischen sich einen Zwischenraum 6. Der Ring 4 und der Ring 5 sind durch Stege 7 miteinander verbunden, die sich in dem Zwischenraum 6 von einem zum anderen Ring erstrecken und durch Gießen nach im folgenden beschriebenen Verfahren gewonnen werden.

Die Stege 7 sind zwischen den Ringen 4 und 5 regelmäßig in einer verschränkten oder Zickzackanordnung verteilt.

Man erhält mehrere Bremsscheiben 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, indem man in an sich bekannter Weise Gußeisen mit den gewünschten Eigenschaften in mehrere Formen gießt, die aus Formsand hergestellt und in geeigneten, vorzugsweise metallischen Formkästen gehalten sind.

Wenn das Gußstück nach dem Gießen eine Temperatur von etwa 400°C erreicht hat, löst man den aus Gußstück und Form bestehenden Komplex aus dem Formkasten und hängt ihn an Tragstäbe eines Karussellförderers mit einer vorbestimmten Bewegungsbahn, der in einem Raum mit einer zwischen etwa 20°C und 40°C liegenden Umgebungstemperatur installiert ist.

Der aus Gußstück und Form bestehende Komplex wird während eines Zeitraums von etwa drei Stunden auf Umgebungstemperatur gehalten. Während dieses Zeitraums wird er längs der Bewegungsbahn des Förderers über eine Wegstrecke von etwa 500 Metern bewegt. Dabei kühlt sich das Gußstück ab, wobei diese Abkühlung durch die Form verlangsamt wird.

Am Ende des genannten Zeitraums ist die Temperatur des Gußstücks allmählich auf etwa 100°C abgesunken.

In diesem Zustand legt man den aus Gußstück und Form bestehenden Komplex auf ein geeignetes Vibrationsgitter, auf dem das Gußstück von der Form befreit wird.

Die so gewonnenen Gußstücke werden in Behältern gestapelt und direkt der mechanischen Bearbeitung zugeführt.

Bei den auf diese Weise gewonnenen Gußstücken kann die mechanische Bearbeitung ohne vorherige Glühbehandlung erfolgen, und ohne daß sich in der Scheibe nach der Bearbeitung Verziehungen zeigen.

Es ergibt sich weiter, daß man aus den so gewonnenen Gußstücken Bremsscheiben mit sehr geringen Maßtoleranzen erhält, wenn man die mechanische Endbearbeitung unmittelbar nach der mechanischen Grobbearbeitung ausführt, ohne daß irgendeine Behandlung zur thermischen Entspannung zwischengefügt wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung von selbstbelüfteten Bremsscheiben auf ungewöhnlich schnelle und ökonomische Weise. Es hat sich außerdem auch unter dem Gesichtspunkt der Energieersparnis als vorteilhaft erwiesen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Gießen von selbstbelüfteten Bremsscheiben (1) mit zwei nebeneinander angeordneten Ringen (4, 5), die durch zwischen den Ringen (4, 5) in verschränkter Anordnung vorgesehene Stege (7) miteinander verbunden sind,

    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    1. - Herausnehmen des Gußstücks nach dem Gießen aus dem Formkasten, wobei man den Formsand an dem Gußstück beläßt,
    2. - Abkühlen des aus Gußstück und Sandform bestehenden Komplexes von 400°C auf 100°C in Luft mit Umgebungstemperatur, wobei die Form das Abkühlen um wenigstens drei Stunden verlangsamt,
    3. - Befreien des Gußstücks von der Sandform bei einer Temperatur von 100°C.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Gußstück und Form bestehende Komplex während des Verfahrensschritts des Abkühlens über eine 400 bis 600, vorzugsweise 500 Meter lange Wegstrecke bewegt wird.






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