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Bremsseheibe -und Vorrichtung zum Herstellen dieser Bremsscheibe Die
Erfindung betrifft eine Bremsscheibe mit einer aus Blech ausgestanzten Trägerscheibe,
auf die eine plastische Reibbelagmasse beidseitig aufgepreßt wird, und eine Vorrichtung
zum Herstellen dieser Bremsscheibe. Es ist bekannt, derartige Bremsscheiben durch
Ausstanzen der Trägerscheibe aus Blech und anschließendes Aufpressen vorgeformter
Bremsbeläge auf die Trägerscheibe herzustellen.
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Bei der bekannten Herstellung von Bremsscheiben dieser Art ergibt
sich insofern eine Schwierigkeit, als die Trägerscheibe nach dem Ausstanzen aus
Blech üblicherweise Verwindungen aufweisen, die sich naturgemäß auf die Reibbeläge
übertragen, wenn diese auf die Trägerscheibe aufgepreßt werden. Die durch die Beläge
gebildeten äußeren Bremsflächen müssen jedoch eben und einander parallel sein und
senkrecht zur Achse der Bremsseheibe verlaufen, wenn eine einwandfreie Funktion
derselben erzielt werden soll.
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Aus diesem Grunde war es bisher erforderlich, entweder die Bremsflächen
der Beläge mit beträchtlichem Zeit- und Arbeitsaufwand zu schleifen oder die ausgestanzten
Trägerscheiben vor dem Aufbringen der Bremsbeläge plan zu richten. Obgleich eine
derartige Maßnahme insbesondere zur Beseitigung sehr starker Verwindungen häufig
von Vorteil war, so bedeutete sie jedoch einen zusätzlichen Aufwand. Auch konnte
die Verwindung in vielen Fällen nicht so weit beseitigt werden, daß auf einen stärkeren
überschliff verzichtet werden konnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe und eine
Vorrichtung zum Herstellen dieser Bremsscheibe für Scheibenbremsen zu schaffen,
bei der bzw. durch die die Notwendigkeit des Richtens der Trägerscheibe bzw. des
Überschleifens der Bremsbeläge entfällt, so daß der Aufwand bei der Herstellung
der Bremsscheibe weitgehend verringert wird. Diese Aufgabe wird durch eine Bremsseheibe
mit einer aus Blech gestanzten Trägerscheibe, auf die eine plastische Reibbelagmasse
beidseitig aufgepreßt wird, durch die erfindungsgemäße Verwendung einer aus Blech
lediglich ausgestanzten, also ungerichteten Trägerscheibe, gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Bremsscheibe wird der Bremsbelag an die
aus Blech gefertigte Trägerscheibe in der Weise angeformt, daß eine Verwerfung derselben
durch unterschiedliche Schichtstärke des angeformten Belags kompensiert wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen der
erfindungsgemäßen Bremsseheibe. Es sind bereits Vorrichtungen zum Aufpressen von
Reibbelagmassen auf eine Trägerscheibe bekannt. Diese bekannten Vorrichtungen umfassen
einen festen, eine ringförmige Stimfläche besitzenden, unteren Preßstempel und einen
mit diesem zusammenwirkenden, ebenfalls eine ringförm ige Stimfläche aufweisenden,
beweglichen, oberen Preßstempel, deren Stirnflächen parallel zueinander liegen.
Ferner umfassen diese bekannten Vorrichtungen eine die mit Reibbelägen zu versehene
Trägerscheibe beweglich zwischen den Preßstempeln haltende und zentrierende Einrichtung.
Mit dieser Einrichtung wird bei der bekannten Vorrichtung die ausgestanzte und von
Verwindungen befreite, gegebenenfalls übergeschliffene Trägerscheibe so zwischen
den beiden Preßstempeln gehalten, daß sie sowohl an einem schmalen Umfangsbereich
als auch in ihrem mittleren Abschnitt fest zwischen zwei Klemmplatten eingespannt
wird, die die Trägerscheibe während des Aufpressens der Reibbelagmasse plan halten.
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Würde man in einer derartigen Vorrichtung nicht gerichtete, also Verwindungen
aufweisende Trägerscheiben verwenden, so würden diese zwar während des Aufpreßvorgangs
durch die Konstruktion der Vorrichtung plan gehalten. Nach Beendigung des Preßvorgangs,
also nach dem öffnen der Vorrichtung, würden die Reibflächen der Bremsbeläge jedoch
durch die zurückfedernde Trägerscheibe ihre planparallele Form verlieren. Eine solche
Vorrichtung ist
somit zum Herstellen der erfindungsgemäßen Bremsscheibe
nicht geeignet.
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Die Vorrichtung zum Herstellen der erfindungsgemäßen Bremsscheibe
unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen gemäß der Erfindung dadurch,
daß die Preßstempel von einer zylindrischen, diese führenden Hülse umgeben sind,
die zur Aufnahme einer Trägerscheibe dient, -und daß die Einrichtung zum Halten
und Zentrieren einer Trägerscheibe in der Vorrichtung zwei innerhalb der ringförmigen
Stirnflächen der Preßstempel angeordnete Halteelemente umfaßt, die je in
einer die ringförmigen Stirnflächen an der Innenseite begrenzenden, kreisförmigen
Ausnehmung im Preßstempel gegen die Kraft einer sich an diesem abstützenden Feder
verschiebbar geführt sind, wobei die zylindrische Hülse und die Preßstempel von
einer Heizeinrichtung umgeben sind. Im Unterschied zu den bekannten Vorrichtungen
wird die mit Reibbelägen zu versehene Trägerscheibe nicht mit ihrem äußeren Umfang
auf die Einrichtung zum Haltern und Zentrieren der Trägerscheibe gelegt, sondern
vielmehr in den Innenraum der die beiden Preßstempel umgebenden zylindrischen Hülse,
nachdem der bewegliche obere Preßstempel aus dieser herausbewegt worden ist. Die
Bremsseheibe ruht dabei bei der neuen Vorrichtung mit ihrem Mittelteil auf einem
innerhalb der ringförmigen Stirnfläche des unteren, festen Preßstempels gegen die
Kraft einer Feder verschiebbar geführten Halteelement auf. Vor dem Absenken des
beweglichen, oberen Preßstempels wird auf die freie Oberseite der mit Reibbelägen
zu versehenen Trägerscheibe ein weiteres Halteelement aufgebracht, das sich über
eine Feder am oberen Preßstempel abstützt. Damit liegt die Trägerscheibe zwischen
den beiden Halteelementen, die zusammen mit der Trägerscheibe gegen die Kraft
der beiden Federn frei zu schwingen vermag; sich also - w ährend des Preßvorgangs
zur Kompensation der Verwindungen der nicht bearbeiteten Trägerscheibe auf- bzw.
abbewegen kann. Nach dem Preßvorgang verbleiben die Reibflächen der Bremsbeläge
in ihrer, parallelen Form, da sich die Trägerscheibe während des Aufpressens der
Bremsbeläge nicht verzogen, -hat, - also nicht zurückfedern kann.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die erfindungsgemäße
. Vorrichtung zwischen den Preßstempeln einen der Breite der ringförmigen
Stirnflächen entsprechen6n, die gleichzeitige Fertigung von zwei Bremsscheiben -ermöglichenden
und ringförmige parallele Stirn ' flüchen umfassendenRing aufweisen, der
in seiner - Mittelöffnung zwei weitere Halteelemente verschiebbar führt,
zwischen die zwei sich aneinander abstützende Federn geschaltet sind.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt.-F
i g. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Bremsscheibe, F i
g. 2 eine Seitenansicht derselben Bremsseheibe, F i g. 3 einen Schnitt
nach der Linie 3-3 in F i g. 1,
171 g. 4 eine auseinandergezogene
perspektivische Darstellung der zusammenzufügenden Teile der Bremsscheibe und F
i g. 5 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen
der Bremsscheibe nach den F i g. 1 bis 4.
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Die F i g. 13 2 und,3 zeigen eine Bremsseheibe mit den
Merkmalen vorliegender Erfindung. Der zwischen dem beidseitig aufgebrachten Reibbelag
liegende mittlere Teil der Scheibe 10 besteht aus einer kreis--ringförmig
ausgebildeten Trägerscheibe 12. Diese Trägerscheibe läßt sich in wirtschaftlicher
Weise aus einem Stahlblech ausstanzen. Es hat sich gezeigt, daß die Trägerscheibe
12 üblicherweise Verwindungen aufweist, wenngleich sie aus einem ebenen Blech ausgestanzt
worden ist. Art und Betrag der Verwindung können in weiten Grenzen schwanken, wenn
die Trägerscheiben aus verschiedenen Stahlblechen und selbst dann, wenn sie aus
einem Stahlblech ausgestanzt worden sind. In F i g. 2 ist in etwas übertriebener
Weise eine Verwindung eingezeichnet, die die Trägerscheibe beispielsweise annehmen
kann.
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Zur Verstärkung der Trägerscheibe werden auf gegenüberliegenden Seiten
derselben die kreisringförmigen Verstärkungsscheiben 14 bzw. 16 aufgeschweißt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der innere Rand sowohl der Trägerscheibe
als auch der Verstärkungsscheiben mit Keilnuten versehen, damit die Bremsscheibe
auf einer Keilwelle angeordnet werden kann.
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Auf beiden Seiten der Trägerscheibe 12 sind kreisringförmige Bremsbeläge
18 bzw. 20 angeordnet. Der Werkstoff der Bremsbeläge 18 bzw. 20 kann
verschiedene bekannte Zusammensetzungen aufweisen. Im allgemeinen bestehen derartige
Bremsbeläge unter anderem aus Asbestfasern und Harzen als Bindemittel und Zusätzen
welche die Reibung erhöhen.
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Die Bremsbeläge 18 und 20 werden nach der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, die nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, unmittelbar an der Trägerscheibe
12 in der Weise angeformt, daß die einander gegenüberliegenden Bremsflächen 22 und
24 von Anfang an eben und einander parallel sind, so daß die Notwendigkeit eines
anschließenden Planschliffes entfällt. Dabei schwankt die Dicke der Bremsbeläge
18
und 20 je nach dem Verlaufe der Verwindung der Trägerscheibe 12, wobei
jedoch die Gesamtdicke der Bremsscheibe in allen Bereichen gleich ist. Die nach
innen gerichteten Flächen der Bremsbeläge 18 und 20 schmiegen sich also der
verwundenen Trägerscheibe an und sind mit deren Oberflächen, wie aus den F i
g. 2 und 3 ersichtlich, verbunden.
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Um darüber hinaus eine weitere Sicherheit der Verbindung der Reibbeläge
mit der Trägerscheibe zu erzielen, ist letztere mit einer Mehrzahl von kleinen öffnungen
26 versehen. Die Bremsbeläge 18 und 20 durchdringen diese Löcher und
sie sind somit, wie bei 28 in F i g. 3 angedeutet, einstückig miteinander
verbunden. Diese Verbindungsstege 28 stellen nicht nur eine formschlüssige
Sicherung der Bremsbeläge gegen Relativverdrehung gegenüber der Trägerscheibe 12
dar, sondern sie schließen die Möglichkeit einer Spaltbildung zwischen der Trägerscheibe
12 und den Bremsbelägen aus.
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Die Bremsbeläge 18 und 20 weisen mehrere in radialer Richtung
verlaufende Nuten 19 bzw. 21 auf. Diese schmalen und flachen Nuten dienen
zur Aufnahme des Abriebs der Bremsbeläge während des Betriebs. Von dort wird der
Abrieb in radialer Richtung nach außen abgeführt. Dadurch wird eine Beschädigung
der mit den Bremsbelägen zusammenwirkenden Bremsflächen bei aufeinanderfolgenden
Bremsungen durch den Abrieb verhindert.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die nachfolgend beschriebene
Vorrichtung zur Herstellung der Bremsseheibe 10. Wie bereits eingangs ausgeführt,
wird
die Trägerscheibe 12 aus einem Blech ausgestanzt. Gleichzeitig, oder in einem nachfolgenden
Arbeitsgang werden die Öffnungen 26 aus der Trägerscheibe 12 ausgestanzt.
Alsdann werden die entlang ihres inneren Umfangs mit Keilnuten versehenen Verstärkungsscheiben
14 und 16, die gleichfalls durch Ausstanzen hergestellt werden können, koaxial
auf der Trägerscheibe 12 angeordnet und mit dieser verschweißt. Darauf werden die
kreisringförmigen Bremsbeläge mit der Trägerscheibe 12 zusammengesetzt.
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Wie am besten aus der F i g. 4 zu entnehmen, sind die kreisringförmigen
Körper anfangs, wenn sie mit der Trägerscheibe zusammengesetzt werden, verhältnismäßig
dick und befinden sich in einem weichen, dem sogenannten grünen bzw. nicht ausgehärteten
Zustande.
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Abschließend wird die Bremsscheibe warmgepreßt, wodurch die noch verformbaren
Bremsbeläge 18 und 20 in innige Berührung mit den Oberflächen der Trägerscheibe
12 gelangen und auch in die Öffnungen 26 derselben hineingepreßt werden,
wodurch die oben beschriebenen Verbindungsstege 28 entstehen. Der Druck wird
mittels einer nachfolgend beschriebenen Preßeinrichtung aufgebracht, die zwei Druckplatten
mit ebenen und einander parallelen Druckflächen aufweist. Vorzügliche Ergebnisse
werden erzielt, wenn mit einem Druck von 280 kp/CM2 bei einer Temperatur
von 163' C etwa 12 Minuten lang gepreßt wird. Die auf diese Weise hergestellten
Bremsscheiben zeichnen sich nicht nur durch ebene . und einander parallele
Bremsflächen auch bei vorhandener Verwindung der Trägerscheibe 12 aus, sondern sie
weisen außerdem härtere, dichtere Bremsbeläge mit vergrößerter Lebensdauer und gleichmäßigerem
Abrieb und gleichmäßigeren Reibeigenschaften auf.
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In F i g. 5 ist eine Vorrichtung zur Warmpressung der Bremsscheiben
dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Form 30 auf, die auf einer festgelagerten
Druckplatte 32 einer Presse an sich bekannter Bauart angeordnet ist. Die
Presse weist weiterhin einen Preßstempel 34 auf. Die Preßvorrichtung ist von einem
Ofen oder einer anderen Heizeinrichtung 36 umgeben. Durch den Ofen wird die
Form und das Werkstück während des Verformungsvorgangs aufgeheizt. Die Form weist
eine zylindrische Hülse 38 auf. Diese ruht auf der Druckplatte
32. In der zylindrischen Hülse ist spielfrei gleitbar ein erster Preßring
40 angeordnet. Dieser liegt gleichfalls auf der Druckplatte 32 auf. Die Oberfläche
42 des Preßrings 40 ist feinstbearbeitet und senkrecht zur Achse desselben angeordnet.
Beim Verformungsvorgang wirkt die Oberfläche 42 mit einer Seite des Bremsbelags
der Bremsscheibe 10. zusammen. Oberhalb des Preßrings 40 ist ein weiterer
Preßring 44 gleitbar in der zylindrischen Hülse 38 angeordnet. Der Preßring
44 wirkt mit der gegenüberliegenden Seite des Bremsbelags der Bremsscheibe
10 zusammen. Der Preßring 44 weist gleichfalls eine feinstbearbeitete ebene
Oberfläche 46 auf.
Der Preßring 44 ist so geführt, daß seine Oberfläche 46
immer parallel zur Oberfläche 42 des unteren Preßrings 40 verläuft.
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Um die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung zu steigern ist die Form
so ausgeführt, daß in ihr gleichzeitig mehrere Bremsscheiben angeordnet werden können.
Aus diesem Grunde ist auch die nach oben weisende Fläche 48 des Preßrings 44 feinstbearbeitet,
so daß sie eben ist und parallel zur unteren Fläche 46 verläuft. Die nach oben weisende
Fläche des Preßrings 44 wirkt mit einer Seite des Bremsbelags einer weiteren Bremsscheibe
10 zusammen. Der entsprechende Gegenring 50 weist gleichfalls eine
feinstbearbeitete ebene Preßfläche 52 auf. Diese verläuft parallel zur Preßfläche
48 des Preßrings 44 und sie wirkt mit der gegenüberliegenden Seite des Bremsbelags
der zweiten Bremsscheibe zusammen.
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Zumindest ein Teil der Umfangsfläche des Rings 50 ist gleitbar
in der zylindrischen Hülse 38 geführt. Der Ring 50 ist unmittelbar
mit dem Pressenstempel 34 verbunden. Es liegt auf der Hand, daß die Form so ausgeführt
sein kann, daß sie die Aufnahme noch weiterer Bremsscheiben ermöglicht.
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Durch die oben beschriebene Ausführung der Preßringe werden ebene
und einander parallele Brems-Rächen der Beläge der Bremsscheiben erhalten. Darüber
hinaus weist die Form eine Einrichtung zur Unterstützung und Führung der Trägerscheibe
12 während des Verformungsvorgangs auf. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Achse
der Bremsscheibe senkrecht zu den Bremsflächen der Beläge verläuft. Die Führungseinrichtung
für die Trägerscheibe weist ein erstes kreisförmiges Element 54 auf, welches gleitbar
in einer zentralen Ausnehmung 56 des Preßrings 40 angeordnet ist. Es ist
durch die zylindrische Wandung 58 der Ausnehmung gleitend geführt. Das Element
54 unterstützt die Trägerscheibe 12 unmittelbar außerhalb einer der auf dieser aufgeschweißten
Verstärkungsscheiben, so daß die Trägerscheibe parallel zu den Preßflächen der Preßringe
gelagert ist. Bei dem Verformungsvorgang erfolgt infolge der Zusammendrückung des
Belagwerkstoffs eine Axialverschiebung der Trägerscheibe 12 relativ zu den Preßringen.
Diese Axialverschiebung wird durch eine federnde Lagerung des Elements 54 mittels
einer konischen Feder 60 ermöglicht, welche in der Ausnehmung 56
des
Preßrings 40 angeordnet ist. Es ist ein Haltebolzen 62 vorgesehen, um den
Hub des Elements 54 nach oben zu begrenzen.
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Um die Trägerscheibe 12 mittig zwischen den Preßringen 40 und 44 zu
halten ist ein zweites Element 64 vorgesehen, welches dem Element 54 gegenüberliegt
und mit der oberen Fläche der Trägerscheibe 12 zusammenwirkt. Das Element 64 ist
gleitbar in der zylindrischen Ausnehmung des Preßrings 44 geführt. Es wird durch
die konische Feder 66 gegen die Trägerscheibe gedrückt, so daß es eine Axialverschiebung
relativ zu den Preßringen ausführen kann. Die Feder 66 drückt einerseits
gegen das Element 64 und andererseits gegen eine an der rohrförmigen Führungshülse
70 angebrachte Ringscheibe 68. Das untere Ende der Führungshülse
70 ist durch das Element 64 hindurchgeführt und zur Begrenzung der Abwärtsbewegung
des Elements 64 umgebördelt.
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Um die Trägerscheibe 12 der zweiten Bremsscheibe räumlich festzulegen,
sind entsprechende Elemente vorgesehen. In der zylindrischen Ausnehmung des Preßrings
44 ist also ein weiteres Element 72 gleitbar angeordnet. Das Element
72 sitzt gleichfalls auf der rohrförmigen Führungshülse 70 und wird
von dieser gehalten. Es wirkt mit der Trägerscheibe 12 der oberen Bremsscheibe in
gleicher Weise zusammen, wie das Element 64 mit der Trägerscheibe der unteren Bremsscheibe.
Durch die konische Feder 74 wird das Element 72 gegen die Trägerscheibe der
oberen Bremsscheibe gedrückt. Die an der Führungshülse 70
angebrachte
Ringscheibe 68 dient gleichfalls als Anschlag für die Feder 74. In der zylindrischen
Ausnehmung 78 des obersten Preßrings 50 ist ein entsprechendes Element
76 gleitbar angeordnet, welches mit der oberen Fläche der Trägerscheibe 12
der oberen Bremsscheibe zusammenwirkt. In der Ausnehmung 78 des obersten
Preßrings 50 ist gleichfalls eine konische Feder 80 angeordnet, welche
das Element 76 gegen die Trägerscheibe drückt. Nlittels des Bolzens
82 ist die Abwärtsbewegung des Elements 76
relativ zum Preßring
50 begrenzt.