DE3305184C3

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Publication number: DE3305184C3
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Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft Bremsenkörper ohne Naben, wie Bremstrommeln und Bremsscheiben für Kraftfahrzeuge, bestehend aus Gußeisen. Bei Bremsenkörpem wurden bisher Zugfestigkeitswerte im Stück größer als 220 N/mm², teilweise sogar größer als 300 N/mm² verlangt Es wird deshalb hochfester, feinperlitischer, teilweise sogar legierter Grauguß eingesetzt Dieser Werkstoff erfüllt zwar die geforderten Bedingungen bezüglich der dynamischen Belastbarkeit, hat aber keineswegs optimale Eigenschaften bezüglich der für das Bremsen notwendigen ReibarbeitThe invention relates to brake bodies without hubs, such as brake drums and brake disks for motor vehicles, consisting of cast iron. For brake bodies, tensile strength values greater than 220 N / mm ² , in some cases even greater than 300 N / mm ^{2, have been required up to now} but by no means optimal properties with regard to the friction work necessary for braking

Beim Bremsvorgang entstehen kurzzeitig sehr hohe Temperaturen, die schnellstmöglich an die umgebende Luft abgeleitet werden müssen. Wärmespannungen können sonst zu Brandrissen führen. Teilweise kann auch eine Umwandlung des Gefüges mit rapidem Abfall der Reib werte erfolgen.During the braking process, very high temperatures arise briefly, which are as quickly as possible in the surrounding area Air must be diverted. Otherwise thermal stresses can lead to fire cracks. Partly can The structure also changes with a rapid drop in the friction values.

Das bisher eingesetzte hochfeste Gußeisen hat eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit, insbesondere als Folge eines zu niedrigen Kohlenstoff-Gehaltes und teilweise auch der eingesetzten Legierungselemente. Diese setzen mit Ausnahme von Molybdän die Wärmeleitfähigkeit herab. Durch den bisher erzielten sehr feinen Grafit geht darüber hinaus die bekannt gute Dämpfungseigenschaft des Graugusses verloren. Evtl. auftretende Quietschgeräusche beim Bremsvorgang können nicht abgebaut werden.The high-strength cast iron used so far has a very poor thermal conductivity, especially as Consequence of a carbon content that is too low and partly also of the alloying elements used. This reduce the thermal conductivity with the exception of molybdenum. Due to the very fine achieved so far In addition, graphite loses the well-known good damping properties of gray cast iron. Possibly occurring Squeaking noises during braking cannot be reduced.

Zum Stand der Technik zählt die Verwendung einer Gußeisenlegierung für Bremsenkörper mit einer Festigkeit von wenigstens etwa 17 kg/mm² (DE-OS 1916 272). Diese Legierung besitzt hohe Kohlenstoff- und Silizium-Werte, um in den übereutektischen Bereich zu kommen. Der Siliziumwert liegt zwischen 2,5 und 4,0% und das KohlenstofTäquivalent bei wenigstens 4,5%. Es isi ein freier Ferrit-Anteil von 5-15 Vol.-% vorhanden. Um ein überwiegend perlitisches Grundgefüge zu erhalten, müssen Legierungselemente wie Chrom, Zinn, Kupfer beigegeben werden.The prior art includes the use of a cast iron alloy for brake bodies with a strength of at least about 17 kg / mm ² (DE-OS 1916 272). This alloy has high carbon and silicon values in order to get into the hypereutectic range. The silicon value is between 2.5 and 4.0% and the carbon equivalent is at least 4.5%. There is a free ferrite content of 5-15% by volume. In order to obtain a predominantly pearlitic basic structure, alloying elements such as chromium, tin and copper must be added.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Bremsenkörper ohne Nabe zu schaffen, der einerseits eine ausreichende Festigkeit aufweist und andererseits optimale Eigenschaften bezüglich der Bremswirkung besitzt Insbesondere soll eine gute Wärmeableitung und eine hohe Dämpfungseigenschaft zur Vermeidung von Quietschgeräuschen beim Bremsen vorhanden sein.The invention was based on the object of creating a brake body without a hub, which on the one hand has sufficient strength and, on the other hand, optimal properties with regard to the braking effect In particular, it should have good heat dissipation and high damping properties to avoid it squeaking noises when braking.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des einzigen Patentanspruchs genannten Merkmalen.The object is achieved according to the invention with the characteristics of the only one Claim mentioned features.

Ein Werkstoff mit vergleichbarer Zusammensetzung zur Verwendung für denselben Zweck ist der DE-OS 25 39 361 zu entnehmen. Die Analysenwerte sind:A material with a comparable composition for use for the same purpose is the DE-OS 25 39 361. The analysis values are:

mehr als 3,5% Kohlenstoff
1,9 ± 0,2% Silizium
0,6 ±0,1% Mangan
0,25 bis 0,4% Phosphor
etwal,15% Schwefelmore than 3.5% carbon
1.9 ± 0.2% silicon
0.6 ± 0.1% manganese
0.25 to 0.4% phosphorus
about 15% sulfur

negative Einflüsse auf die Wärmeleitfähigkeit und die Bearbeitbarkeit der Bremsenkörper hat Der erfindungsgemäße Werkstoff besitzt hingegen ein perlitisches Grundgefüge ohne karbidische Einschlüsse.has negative effects on the thermal conductivity and the machinability of the brake body. The material according to the invention, on the other hand, is pearlitic Basic structure without carbidic inclusions.

Die gute Eignung des Werkstoffes für Bremsenkörper hängt damit zusammen, daß die Schmierwirkung des Grafits beim Verschleißverhalten eine nicht unbedeutende Rolle spielt Entgegen den Erwartungen verschleißen bei gleichen Belag-Paarungen hochfesteThe good suitability of the material for brake bodies is related to the fact that the lubricating effect of graphite plays a not insignificant role in wear behavior. Contrary to expectations wear high-strength pads with the same pair of pads

ίο Grauguß-Bremsenkörper mit herkömmlicher Zusammensetzung stärker als jene mit niedriger Festigkeit, aber höherem Kohlenstoff-Gehalt der vorgeschlagenen Zusammensetzung. Es genügen wesentlich niedrigere Festigkeitswerte der spezifischen Bremsbelastung, insbesondere bei Bremsscheiben und Trommeln ohne Naben. Zudem ist die Warmzugfestigkeit bei extrem hohen Temperaturen von GG 30 nur geringfügig höher bzw. fast gleich derjenigen von GG 15.ίο Gray cast iron brake body with conventional composition stronger than those with lower strength but higher carbon content of the proposed Composition. Much lower strength values for the specific braking load are sufficient, in particular for brake discs and drums without hubs. In addition, the hot tensile strength is extreme high temperatures of GG 30 only slightly higher or almost the same as that of GG 15.

Gegenüber dem Stand der Technik nach der DE-OS 19 16 272 sind die Silizium-Werte wesentlich niedriger und es sind keine Legierungselemente vorgeschrieben. Als positive Begleiterscheinungen bei der Verwendung dieses hochgekohlten Gußeisens fallt noch dessen geringe Rostanfälligkeit ins Gewicht, was bei Neufahrzeugen, Überseetnmsport und Stillstandszeiten des Fahrzeuges, insbesondere im Winter, zum Tragen kommt Der Grauguß mit der relativ niedrigen Festigkeit hat ferner geringere Eigenspannungen, heizt sich wegen des hohen Kohlenstoff-Gehaltes bei der Bearbeitung weniger auf und zeigt geringere Verzugserscheinungen bei thermischen Belastungen als der bisher verwandte Grauguß mit hoher Festigkeit Diese Eigenschaften müßten sich auf den sogenannten "Rubbeleffekt", über dessen Ursache die verschiedensten Thesen aufgestellt wurden, positiv auswirken.Compared to the prior art according to DE-OS 19 16 272, the silicon values are significantly lower and no alloying elements are prescribed. As a positive side effect when using it This high-carbon cast iron is also important because of its low susceptibility to rust, which in new vehicles, Overseas sports and downtime of the vehicle, especially in winter, to wear The gray cast iron with the relatively low strength also has lower internal stresses and heats up because of the high carbon content during machining and shows fewer signs of warpage at thermal loads than the previously used gray cast iron with high strength These properties should focus on the so-called "rubble effect", about the cause of which the most varied of theses have a positive effect.

Claims

Claim

Brake bodies without hubs, such as brake drums and brake disks for motor vehicles, consisting of cast iron, characterized by the use of a high-carbon cast iron with a pearlitic basic structure and a tensile strength between 150 N / mm and 200 N / mm ^{2 of the} following chemical composition:

3.7 to 3.9 carbon,

1.8 to less than 2.5% silicon depending on the wall thickness,

0.6 to 0.9% manganese,
less than 0.10% phosphorus,
less than 0.12% sulfur.