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Title:
BRAKE DISC TOOL FOR MACHINING A BRAKE DISC BLANK, BRAKE DISC PRODUCTION PLANT AND METHOD FOR PRODUCING A BRAKE DISC
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/036858
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a brake disc tool for machining a brake disc blank (12), having (a) a first cutting tool (14) which is arranged in order to cut a first brake surface (34) of the brake disc blank (12), (b) a second cutting tool (16) which is arranged to cut a second brake surface (36) of the brake disc blank (12), (c) a first forming tool (18) for forming the first brake surface (34), (d) a second forming tool (20) for forming the second brake surface (36), and (e) at least one infeed device (42) for the infeed of the cutting tools (14, 16) and the forming tools (18, 20) towards one another, such that a brake disc blank (12) arranged between the cutting tools (14, 16) and the forming tools (18, 20) is able to be machined and rolled in each case simultaneously on both of its brake surfaces (34, 36).

Inventors:
RÖTTGER, Karsten (Leuschnerstrasse 31, Celle, 29223, DE)
HENI, Zied (Herthastrasse 16, Hannover, 30559, DE)
Application Number:
EP2017/070621
Publication Date:
March 01, 2018
Filing Date:
August 14, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ECOROLL AG WERKZEUGTECHNIK (Hans-Heinrich-Warnke-Strasse 8, Celle, 29227, DE)
International Classes:
B23P9/02; B23B5/02; B24B39/06; F16D65/12
Domestic Patent References:
WO1994000260A11994-01-06
Foreign References:
US20160178019A12016-06-23
EP1048873A12000-11-02
US20070000360A12007-01-04
US3866281A1975-02-18
US3448504A1969-06-10
JP2005205532A2005-08-04
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTGMBB (Theodor-Heuss-Straße 1, Braunschweig, 38122, DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Bremsscheiben-Werkzeug zum Bearbeiten eines Bremsscheiben-Rohlings (12), mit

(a) einem ersten Zerspanwerkzeug (14), das angeordnet ist zum Zerspanen einer ersten Bremsfläche (34) des Bremsscheiben-Rohlings (12),

(b) einem zweiten Zerspanwerkzeug (16), das angeordnet ist zum Zerspanen einer zweiten Bremsfläche (36) des Bremsscheiben-Rohlings (12),

(c) einem ersten Umformwerkzeug (18) zum Umformen der ersten Bremsfläche (34),

(d) einem zweiten Umformwerkzeug (20) zum Umformen der zweiten Bremsfläche (36), und

(e) zumindest einer Zustellvorrichtung (42) zum Zustellen der Zerspanwerkzeuge (14, 16) und der Umformwerkzeuge (18, 20) aufeinander zu, sodass ein zwischen den Zerspanwerkzeugen (14, 16) und den Umform- werkzeugen (18, 20) angeordneter Bremsscheiben-Rohling (12) auf seinen beiden Bremsflächen (34, 36) jeweils simultan spanbar und simultan walzbar ist.

2. Bremsscheiben-Werkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umformwerkzeug (18) ein Walzwerkzeug ist und zumindest einen Walzkörper (26) aufweist und/oder das zweite Umformwerkzeug (20) ein Walzwerkzeug ist und zumindest einen Walzkörper (28) aufweist.

3. Bremsscheiben-Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Zustellvorrichtung (42) zum Zustellen der Zerspanwerkzeuge (14, 16) und der Umformwerkzeuge (18, 20) aufeinander zu, sodass der Bremsscheiben- Rohling (12) simultan auf beiden Bremsflächen (34, 36) spanbar und simultan dazu auch simultan walzbar, ausgebildet ist.

4. Bremsscheiben-Werkzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

(a) einen Werkzeughalter (46) zum Befestigen des Bremsscheiben-Werkzeugs (12) an einer Werkzeugmaschine (52),

(b) wobei die Zustellvorrichtung (42)

- eine Zerspanwerkzeug-Zustellvorrichtung (43) zum Bewegen des ersten Zerspanwerkzeugs (14) relativ zum Werkzeughalter (46) und/oder

- eine Umformwerkzeug-Zustellvorrichtung (45) zum Bewegen des ersten Umformwerkzeugs (18) unabhängig oder abhängig vom ersten Zerspanwerkzeug (14) relativ zum Werkzeughalter (46)

aufweist.

5. Bremsscheiben-Herstellanlage (50) mit

(a) einer Werkzeugmaschine (52), die eine Bremsscheiben-Rotiervorrichtung (54) zum Aufnehmen und Rotieren eines Bremsscheiben-Rohlings (12) (um die Rotationsachse, um die die fertige Bremsscheibe auch im Betrieb rotiert) und mit

(b) einem Bremsscheiben-Werkzeug (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das so zur Bremsscheiben-Rotiervorrichtung (54) angeordnet ist, dass ein von der Bremsscheiben-Rotiervorrichtung (54) aufgenommener und rotierter Bremsscheiben-Rohling (R) an seinen beiden Bremsflächen (34, 36) simultan durch eine Drehbearbeitung und/oder simultan durch Umformen, insbesondere Walzen, bearbeitbar ist.

6. Bremsscheiben-Herstellanlage (50) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die ausgebildet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens mit den Schritten:

(i) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings (12) mittels der Bremsscheiben- Rotiervorrichtung (54) und dabei simultanes spanendes Bearbeiten der Bremsflächen (34, 36) mittels der Zerspanwerkzeuge (14, 16) und

(ii) danach Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings (12) mittels der Bremsscheiben-Rotiervorrichtung (54) und dabei simultanes Bearbeiten der Bremsflächen (34, 36) mittels der Umformwerkzeuge (18, 20).

7. Bremsscheiben-Herstellanlage (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist zum automatischen

- Bewegen des Zerspanwerkzeugs (14) beim spanenden Bearbeiten auf einem Pfad, der sich entlang einer Zerspanwerkzeug-Geraden (gz) erstreckt,

- wobei die Zerspanwerkzeug-Gerade (gz) einen Abstand von einer Rotationsachse (R) der Rotationsbewegung hat, der kleiner ist als die Hälfte, insbesondere ein Zwanzigstel, eines Außendurchmessers (D38) eines Nabenabschnitts (38) der Bremsscheibe.

8. Bremsscheiben-Herstellanlage (50) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist zum automatischen

- Bewegen des Zerspanwerkzeugs (14) beim spanenden Bearbeiten auf einem Zerspanwerkzeug-Pfad, der sich entlang einer Zerspanwerkzeug-Geraden (gz) erstreckt,

- wobei die Zerspanwerkzeug-Gerade (gz) einen Abstand von der Rotationsachse (R) der Rotationsbewegung hat, der zumindest ein Zwanzigstel, insbesondere zumindest ein Fünfzigstel, eines Außendurchmessers (D38) eines Nabenabschnitts (38) der Bremsscheibe.

9. Bremsscheiben-Herstellanlage (50) nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass

- das erste Umformwerkzeug (18) so befestigt ist, dass es sich auf einem Um- formwerkzeug-Pfad, der sich entlang einer Umformwerkzeug-Geraden (gu) erstreckt, bewegt, wenn das Zerspanwerkzeug (14) sich auf dem Zerspanwerkzeug-Pfad bewegt,

- wobei die Umformwerkzeug-Gerade (gu) von der Zerspanwerkzeug-Geraden (gz) durch eine Trenn-Ebene (T), in der die Rotationsachse verläuft, getrennt ist.

10. Bremsscheiben-Herstellanlage (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das erste Umformwerkzeug (18) relativ zum ersten Zerspanwerkzeug (14) geführt, insbesondere linear geführt, ist, und/oder - das zweite Umform Werkzeug (18) relativ zum zweiten Zerspanwerkzeug (14) geführt, insbesondere linear geführt, ist.

1 1 . Bremsscheiben-Herstellanlage (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das erste Umform Werkzeug (18)und das erste Zerspanwerkzeug (14) so geführt sind, dass sie sich bei einer radial einwärtigen Bewegung aufeinander zu bewegen und/oder

- das zweite Umformwerkzeug (20) und das zweite Zerspanwerkzeug (16) so geführt sind, dass sie sich bei einer radial einwärtigen Bewegung aufeinander zu bewegen.

12. Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe, bei dem ein Bremsscheiben- Werkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder eine Bremsscheiben-Herstellanlage (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 1 1 eingesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass

(i) das erste Zerspanwerkzeug (14) in einem ersten Span-Eingriffspunkt (Pi4) im Eingriff ist, der einen ersten Zerspanabstand von der Rotationsachse (R) hat,

(ii) das zweite Zerspanwerkzeug (16) in einem zweiten Span-Eingriffspunkt (ΡΙΘ) im tiefsten Eingriff ist, der einen zweiten Zerspanabstand von der Rotationsachse (R) hat,

(iii) das erste Umformwerkzeug (18) in einem ersten Umform-Eingriffspunkt (P26) im Eingriff ist, der einen ersten Umformabstand von der Rotationsachse (R) hat,

(iv) das zweite Umformwerkzeug (20) in einem zweiten Umform-Eingriffspunkt (P28) im Eingriff ist, der einen zweiten Umformabstand von der Rotationsachse (R) hat und

(v) die Zerspanwerkzeuge (14, 16) und die Umformwerkzeuge (18, 20) so bewegt werden, dass, zumindest, solange alle Werkzeuge im Eingriff sind,

- eine erste Abstandsdifferenz (An) zwischen dem ersten Zerspanabstand und einem ersten Umformabstand und - eine zweite Abstandsdifferenz (Ar2) zwischen dem zweiten Zerspanabstand und einem zweiten Umformabstand

konstant bleibt und/oder höchstens so groß ist wie ein radialer Abstand zwischen einer Bremsfläche (34, 36) und einem Nabenabschnitt (38) des Bremsscheiben-Rohlings (12), der über eine Bremsflächen-Ebene (E), in der die erste Bremsfläche (34) liegt, axial übersteht.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch die Schritte:

(i) Zustellen der Zerspanwerkzeuge (14, 16) und der Umform Werkzeuge (18, 20) auf die Bremsflächen (34, 36) eines Bremsscheiben-Rohlings (12),

(ii) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings (12) und

(iii) der simultanes Spanen der Bremsflächen (34, 36) und simultan dazu Umformen, insbesondere Festwalzen oder Glattwalzen, der beiden Bremsflächen (34, 36).

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch die Schritte:

(i) Zustellen der Zerspanwerkzeuge (14, 16), danach

(ii) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings (12) in eine erste Drehrichtung (ωι) und dabei Spanen der Bremsflächen (34, 36), danach

(iii) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings (12) mit entgegengesetzter Drehrichtung (ω2) und dabei simultan Umformen, insbesondere Festwalzen oder Glattwalzen, der beiden Bremsflächen (34, 36).

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch die

Schritte:

- Bewegen des ersten Umformwerkzeugs (18) und des ersten Zerspanwerkzeugs (14) mit gleichen Radial-Bewegungskomponenten radial einwärts, danach

- Anhalten einer radial einwärtigen Bewegung des ersten Zerspanwerkzeugs (14) und

- radial einwärtiges Weiterbewegen des ersten Umformwerkzeugs (18), und/oder - Bewegen des zweiten Umfornnwerkzeugs (20)und des zweiten Zerspanwerkzeugs (16) mit gleichen Radial-Bewegungskomponenten radial einwärts, danach

- Anhalten einer radial einwartigen Bewegung des zweiten Zerspanwerkzeugs (16) und

- radial einwärtiges Weiterbewegen des zweiten Umformwerkzeugs (20).

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch die

Schritte:

- Bewegen der Zerspanwerkzeuge (14, 16), und gegebenenfalls der Umform- werkzeuge (18, 20), außer Eingriff radial einwärts,

- In-Eingriff-Bringen der Zerspanwerkzeuge (14, 16), und gegebenenfalls der Umformwerkzeuge, und danach

- Bewegen der Zerspanwerkzeuge, und gegebenenfalls der Umformwerkzeuge (16, 18), radial auswärts und dabei simultan Spanen und Umformen der Bremsflächen.

Description:
Bremsscheiben-Werkzeug zum Bearbeiten eines Bremsscheiben-Rohlings, Bremsscheiben-Herstellanlage und Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe Die Erfindung betrifft ein Bremsscheiben-Werkzeug zum Bearbeiten eines Bremsscheiben-Rohlings. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe.

Eine Bremsscheibe ist ein Teil einer Scheibenbremse und wird dadurch produziert, dass zunächst ein Bremsscheiben-Rohling hergestellt wird. Der Bremsscheiben-Rohling wird dann an seinen beiden Bremsflächen durch eine Drehbearbeitung spanend bearbeitet und die entstehende bearbeitete Fläche wird danach umgeformt, beispielsweise glatt- oder festgewalzt oder durch ein Reibelement geglättet. Es ist wünschenswert, Bremsscheiben möglichst effizient, das heißt in möglichst kurzer Zeit bei hoher Qualität, herzustellen.

Bekannt ist, die Bremsflächen einzeln zunächst zu drehen und in einem nachfolgenden Prozess zu formen. Das führt zu einer vergleichsweise langen Fertigungszeit. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigung von Bremsscheiben zu verbessern.

Die Erfindung löst das Problem durch ein Bremsscheiben-Werkzeug zum Bearbeiten eines Bremsscheiben-Rohlings mit (a) einem ersten Zerspan Werkzeug, das angeord- net ist zum Zerspanen, insbesondere in Form einer Drehbearbeitung, einer ersten Bremsfläche des Bremsscheiben-Rohlings, (b) einem zweiten Zerspanwerkzeug, das angeordnet ist zum Zerspanen, insbesondere in Form einer Drehbearbeitung, einer zweiten Bremsfläche des Bremsscheiben-Rohlings, (c) einem ersten Formwerkzeug zum Umformen der ersten Bremsfläche, (d) einem zweiten Umform Werkzeug zum Umformen, insbesondere zum Glatt- oder Festwalzen, der zweiten Bremsfläche, und (e) einer Zustellvorrichtung zum Zustellen der Zerspanwerkzeuge aufeinander zu und/oder der Umformwerkzeuge aufeinander zu, sodass ein zwischen den Zerspanwerkzeugen und den Umfornnwerkzeugen angeordneter Bremsscheiben-Rohling auf seinen beiden Bremsflächen jeweils simultan spanbar und simultan walzbar ist. Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren zum Herstellen einer Bremsscheibe, bei dem ein Bremsscheiben-Rohlings mittels eines erfindungsgemäßen Bremsscheiben-Werkzeugs bearbeitet wird.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Herstellung von Bremsscheiben deutlich be- schleunigt werden kann. So können die beiden Bremsflächen simultan, das heißt gleichzeitig, bearbeitet werden, was die Bearbeitung verkürzt. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform ist es zudem möglich, die beiden Bremsflächen sowohl simultan zu spanen als auch umzuformen, insbesondere zu walzen. Das führt zu einer weiteren Verkürzung der Produktionszeit.

Vorteilhaft ist zudem, dass eine höhere Oberflächengüte erreichbar ist. Wenn nämlich, wie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die Umformwerkzeuge, insbesondere in Form von Fest- oder Glattwalzwerkzeugen, auf einander genau gegenüberliegenden Seite auf die jeweilige Bremsfläche drücken, so heben sich die jeweiligen Walzkräfte auf und es kommt zu keiner axialen Verbiegung des Bremsscheiben-Rohlings. Es ist ein weiterer Vorteil, dass die Umformwerkzeuge deshalb mit einem größeren Druck auf die Bremsfläche gedrückt werden können, sodass eine glattere Oberfläche erreichbar ist. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Zerspanwerkzeug insbesondere ein Werkzeug verstanden, mittels dem ein Span von der Bremsfläche abgehoben werden kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem Zerspanwerkzeug um eine austauschbare Schneidplatte, insbesondere eine Wendeschneidplatte. Unter einem Umform Werkzeug wird insbesondere ein Werkzeug verstanden, das die Bremsfläche lokal umformt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Umformwerkzeug um ein Walzwerkzeug. Ein Walzwerkzeug umfasst einen Walzkörper und eine den Walzkörper führende Führung. Der Walzwerkkörper kann beispielsweise ein Ellipsoid, insbesondere eine Kugel, sein.

Alternativ ist zumindest eines der Walzwerkzeuge ein gleitendes Glättwerkzeug, ins- besondere sind beide Walzwerkzeuge gleitende Glättwerkzeuge. Ein gleitendes Glättwerkzeug besitzt keine sich drehenden Teile und glättet die Werkstückoberfläche. Das Glättwerkzeug kann beispielsweise aus einem Hartstoff bestehen, insbesondere Diamant. Es ist möglich und stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, dass das Glättwerkzeug gekühlt ist. Dazu besitzt das Bremsscheiben-Werkzeug vor- zugsweise eine mit dem Glättwerkzeug verbundene Kühlvorrichtung.

Vorzugsweise sind die beiden Zerspanwerkzeuge so angeordnet, dass im Betrieb des Bremsscheiben-Werkzeugs die Passivkräfte, die an den jeweiligen Zerspanwerkzeugen anliegen, einander entgegengerichtet verlaufen und einander zumindest überwiegend kompensieren. Insbesondere sind die Zerspanwerkzeuge so angeordnet, dass ein resultierendes, auf den Bremsscheiben-Rohlings wirkendes Drehmoment höchstens ein Fünftel, insbesondere höchstens ein Zehntel, so groß ist wie das Drehmoment, das entsteht, wenn lediglich ein Zerspanwerkzeug im Eingriff ist. Vorzugsweise sind zudem die Umformwerkzeuge so angeordnet, dass die Umformkräfte einander entgegengesetzt sind und einander zumindest überwiegend kompensieren. Vorzugsweise sind auch die Umformwerkzeuge so angeordnet, dass das resultierende, auf die Bremsscheibe wirkende Drehmoment höchstens ein Fünftel, insbesondere höchstens ein Zehntel, des Wertes beträgt, der entstehen würde, wenn lediglich ein Umformwerkzeug vorhanden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zustellvorrichtung ausgebildet zum Zustellen der Zerspanwerkzeuge und der Umformwerkzeuge aufeinander zu, sodass der Bremsscheiben-Rohlings simultan auf beiden Bremsflächen spanbar und simultan dazu auch simultan walzbar ist und voneinander weg, sodass die Werkzeuge außer Eingriff bringbar sind. In anderen Worten können dann beide Bremsflächen gleichzeitig sowohl gespant als auch umgeformt, insbesondere gewalzt, wer- den. Selbstverständlich ist es möglich, dass nicht zu jedem Zeitpunkt sowohl die Zerspanwerkzeuge als auch die Umformwerkzeuge mit der Bremsfläche in Eingriff stehen. Günstig ist es aber, wenn die Umformwerkzeuge und die Zerspanwerkzeuge so angeordnet sind, dass die Zeit, in der lediglich Zerspanwerkzeuge und/oder lediglich die Umformwerkzeuge mit der Bremsscheibe in Eingriff sind, höchstens ein Fünftel der gesamten Bearbeitungszeit ausmacht, wenn das Bremsscheiben-Werkzeug mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Auf diese Weise kann eine Bremsscheibe in deutlich kürzerer Zeit hegestellt werden.

Vorzugsweise besitzt das Bremsscheiben-Werkzeug einen Werkzeughalter zum Befestigen des Bremsscheiben-Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine, wobei die Zustellvorrichtung eine Zerspanwerkzeug-Zustellvorrichtung zum Bewegen des ersten Spanwerkzeugs relativ zum Werkzeughalter aufweist. Es ist bevorzugt, nicht aber notwendig, dass die Zustellvorrichtung eine zweite Zerspanwerkzeug-Zustellvorrich- tung zum Bewegen des zweiten Spanwerkzeugs relativ zum Werkzeughalter aufweist. Auf diese Weise können die Spanwerkzeuge auf ihre korrekte Position relativ zum Bremsscheiben-Rohling positioniert werden.

Vorzugsweise besitzt die Zustellvorrichtung eine Umformwerkzeug-Zustellvorrichtung zum Bewegen des ersten Umformwerkzeugs unabhängig vom ersten Spanwerkzeug relativ zum Werkzeughalter. Es ist günstig, nicht aber notwendig, dass die Zustellvorrichtung zudem eine zweite Umformwerkzeug-Zustellvorrichtung zum Bewegen des zweiten Umformwerkzeugs unabhängig vom zweiten Spanwerkzeug relativ zum Werkzeughalter aufweist. In anderen Worten ist es günstig, wenn die Zustellvorrichtung zwei Zerspanwerkzeug-Zustellvorrichtungen und zwei Umformwerkzeug-Zustell- vorrichtungen aufweist, sodass alle Werkzeuge relativ zum Werkzeughalter bewegbar ausgebildet sind. Alternativ ist die Zustellvorrichtung ausgebildet zum Bewegen des ersten Umformwerkzeugs zusammen mit dem ersten Spanwerkzeug und/oder zum gemeinsamen Bewegen der Umformwerkzeuge. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Werkzeughalter so gelagert, dass sich des Zerspanwerkzeugs beim spanenden Bearbeiten auf einem Pfad bewegt, der sich entlang einer Zerspanwerkzeug-Geraden erstreckt, wobei die Zerspanwerkzeug- Gerade einen Abstand von einer Rotationsachse der Rotationsbewegung hat, der kleiner ist als die Hälfte, vorzugsweise kleiner als ein Zwanzigstel, insbesondere ein Fünfzigstel, eines Außendurchmessers eines Nabenabschnitts der Bremsscheibe.

Günstig ist es, wenn die zumindest eine Umformwerkzeug-Zustellvorrichtung ausgebildet ist zum Einstellen eines vorgegebenen Umformdrucks. Handelt es sich bei dem Umform Werkzeug um ein Walzwerkzeug, ist die Umformwerkzeug-Zustellvor- richtung vorzugsweise eingerichtet zum automatischen Einstellen, insbesondere Regeln, auf einen vorgegebenen Soll-Walzdruck.

Erfindungsgemäß ist zudem eine Bremsscheiben-Herstellanlage, die (a) eine Werkzeugmaschine, die eine Bremsscheiben-Rotiervorrichtung zum Aufnehmen und Rotieren eines Bremsscheiben-Rohlings um die Rotationsachse, um die die fertige Bremsscheibe im Betrieb rotiert, aufweist, und mit (b) einem erfindungsgemäßen Bremsscheiben-Werkzeug, das so zur Bremsscheiben-Rotiervorrichtung angeordnet ist, dass ein von der Bremsscheiben-Rotiervorrichtung aufgenommener und rotierter Bremsscheiben-Rohling an seinen beiden Bremsflächen simultan durch eine Drehbearbeitung und/oder simultan durch Umformen, insbesondere Walzen, bearbeitbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist Bremsscheiben-Rotiervorrichtung so relativ zu den Zerspanwerkzeugen und den Umformwerkzeugen angeordnet, dass (i) das erste Zerspanwerkzeug in einem ersten Span-Eingriffspunkt im, insbesondere tiefsten, Eingriff ist, der einen ersten Zerspanabstand von der Rotationsachse hat, (ii) das zweite Zerspanwerkzeug in einem zweiten Span-Eingriffspunkt im, insbesondere tiefsten, Eingriff ist, der einen zweiten Zerspanabstand von der Rotationsachse hat, (iii) das erste Umformwerkzeug in einem ersten Umform-Eingriffspunkt im Ein- griff ist, der einen ersten Umformabstand zeitlich von der Rotationsachse hat, (iv) das zweite Umformwerkzeug in einem zweiten Umform-Eingriffspunkt im Eingriff ist, der einen zweiten Umformabstand von der Rotationsachse hat und (v) die Zerspanwerk- zeuge und die Umformwerkzeuge so bewegbar sind werden, dass eine erste Abstandsdifferenz zwischen dem ersten Zerspanabstand und einem ersten Umformabstand und eine zweite Abstandsdifferenz zwischen dem zweiten Zerspanabstand und einem zweiten Umformabstand konstant bleibt und/oder höchstens so groß ist wie ein radialer Abstand zwischen einer Bremsfläche und einem Nabenabschnitt des Bremsscheiben-Rohlings, der über eine Bremsflächen-Ebene, in der die erste

Bremsfläche liegt, axial übersteht. So ist sichergestellt, dass die Bremsflächen über ihre volle radiale Breite bearbeitet werden können. Besonders bevorzugt besitzt die Bremsscheiben-Herstellanlage eine Steuereinheit, die ausgebildet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens mit den Schritten (i) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings mittels der Bremsscheiben-Rotiervorrichtung in eine erste Drehrichtung und dabei simultanes spanendes Bearbeitung der Bremsflächen mittels der Zerspanwerkzeuge und (ii) danach Rotieren des Brems- scheiben-Rohlings mittels der Bremsscheiben-Rotiervorrichtung - in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte Drehrichtung oder die gleiche Drehrichtung - und dabei simultanes Bearbeiten der Bremsflächen mittels der Umformwerkzeuge. Vorteilhaft an diesem Verfahren ist, dass die Rotationsgeschwindigkeit optimal für die jeweiligen Bearbeitungsprozesse gewählt werden kann. Es ist möglich, dass eine Vor- schubrichtung der Umformwerkzeuge beim Umformen der Vorschubrichtung der Zerspanwerkzeuge beim Zerspanen entgegengesetzt ist.

Besonders günstig ist es, wenn die Steuereinheit eingerichtet ist zum automatischen Bewegen des Zerspanwerkzeugs beim spanenden Bearbeiten auf einem, vorzugs- weise gradlinigen, Pfad, der sich entlang einer Zerspanwerkzeug-Geraden erstreckt, wobei die Zerspanwerkzeug-Gerade einen Abstand von einer Rotationsachse der Rotationsbewegung hat, der kleiner ist als die Hälfte, vorzugsweise kleiner als ein Zehntel, insbesondere als ein Zwanzigstel eines Nabenabschnitts der Bremsscheibe. Besonders günstig ist es, wenn die Zerspanwerkzeug-Gerade die Rotationsachse schneidet. In diesem Fall bleiben der Spanwinkel und der Freiwinkel während der radialen Bewegung des Zerspanwerkzeugs konstant. Es kann daher ein einfach geschaltetes Werkzeug verwendet werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Steuereinheit eingerichtet zum automatischen Bewegen des Zerspanwerkzeugs beim spanenden Bearbeiten auf einem Zerspanwerkzeug-Pfad, der sich entlang einer Zerspanwerkzeug-Geraden erstreckt, wobei die Zerspanwerkzeug-Gerade einen Abstand von der Rotationsachse der Rotationsbewegung hat, der zumindest ein Zehntel, insbesondere zumindest insbesondere ein Zwanzigstel, eines Außendurchmessers der Bremsfläche beträgt. Das hat den Vorteil, dass die Umformwerkzeuge, wie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, so angeordnet werden können, dass sie in einem zumindest im Wesentlichen gleichen axialen Abstand zur Rotationsachse wie das Zerspanwerk- zeug mit der Bremsfläche in Kontakt stehen. Das wiederum hat den Vorteil, dass die Gesamtzahl der Umdrehungen, die der Bremsscheiben-Rohling zurückzulegen hat, um vollständig bearbeitet zu werden, besonders klein ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass der minimale Abstand, den das Zerspanwerkzeug von der Rotationsachse hat, besonders groß ist. Auf diese Weise können auch solche Bremsscheiben-Rohlinge ver- arbeitet werden, bei denen ein radialer Abstand zwischen den Bremsflächen einerseits und einem Nabenabschnitt, der über eine Bremsflächen-Ebene, in der die Bremsfläche liegt, axial übersteht, besonders klein ist.

Vorzugsweise ist zumindest das erste Umform Werkzeug so befestigt, dass es sich auf einem Umformwerkzeug-Pfad, der entlang einer Umformwerkzeug-Geraden erstreckt, bewegt, wenn das Zerspanwerkzeug sich auf dem Zerspanwerkzeug-Pfad bewegt, wobei die Umformwerkzeug-Gerade von der Zerspanwerkzeug-Geraden durch eine Trenn-Ebene getrennt ist, in der die Rotationsachse verläuft. In anderen Worten läuft das Spanwerkzeug vor, das Umform Werkzeug läuft nach. Das hat zwar den leichten Nachteil, dass sich die Spanwinkelverhältnisse in Abhängigkeit von dem radialen Abstand der Zerspanwerkzeugs von der Rotationsachse ändern können, das wird aber durch den Vorteil aufgewogen, dass der minimale radiale Abstand des Zerspanwerkzeugs besonders groß ist. Besonders vorteilhaft ist es dann, wenn ein Abstand zwischen der Umformwerkzeug- Geraden und der Trenn-Ebene um höchstens 50%, vorzugsweise um höchstens 30%, von dem Abstand zwischen der Zerspanwerkzeug-Geraden (gz) und der Trenn- Ebene (T) abweicht. In anderen Worten ist der Quotient aus dem kleineren der beiden Abstände als Zähler und dem größeren der beiden Abstände als Nenner zumindest 0,5. Besonders bevorzugt entspricht der Abstand zwischen der Umformwerk- zeug-Geraden und der Trenn-Ebene dem Abstand zwischen der Zerspanwerkzeug- Geraden und der Trenn-Ebene. Unter dem Merkmal, dass die beiden Abstände einander entsprechen, wird insbesondere verstanden, dass es zwar möglich und bevorzugt ist, dass die beiden Abstände im mathematischen Sinne gleich sind, dass es aber auch möglich ist, wenn die beiden Abstände geringfügig voneinander abweichen. Beispielsweise ist eine Abweichung von 10 % tolerabel.

Die Zerspanwerkzeuge sind am Werkzeughalter insbesondere so befestigt, dass sie motorisch angetrieben in und außer Eingriff mit der Bremsfläche bringbar sind. Vorzugsweise sind die Umformwerkzeuge ebenfalls am Werkzeughalter befestigt, insbesondere so befestigt, dass sie in und außer Eingriff mit der Bremsfläche bringbar sind. Alternativ ist ein Umform Werkzeug oder sind die Umformwerkzeuge an einem zweiten Werkzeughalter, der von dem ersten Werkzeughalter unabhängig bewegbar ist, an der Werkzeugmaschine befestigt und mittels dieses zweiten Werkzeughalters mit der Werkzeugmaschine verbunden. Bevorzugt ist die Steuereinheit ausgebildet zum automatischen Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Bremsflächen gespant, während die Zerspanwerkzeuge radial einwärts bewegt werden. Unter dem Merkmal, dass die Zerspanwerkzeuge radial einwärts bewegt werden, wird insbesondere verstanden, dass sich ein radialer Abstand der Zerspanwerkzeuge von der Rotationsachse mit der Zeit verringert.

Alternativ werden die Bremsflächen gespant, während die Zerspanwerkzeuge radial auswärts bewegt werden. Es ist dann möglich, dass simultan zum Spanen umgeformt wird, alternativ werden die Umformwerkzeuge beim Umformen radial einwärts bewegt. Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem (i) das erste Zerspanwerkzeug in einem ersten Span-Eingriffspunkt im tiefsten Eingriff ist, der einen ersten Zerspanabstand von der Rotationsachse hat, (ii) das zweite Zerspanwerkzeug in einem zweiten Span-Eingriffspunkt im tiefsten Eingriff ist, der einen zweiten Zerspanabstand von der Rotati- onsachse hat, (iii) das erste Umformwerkzeuge in einem ersten Umform-Eingriffspunkt im Eingriff ist, der einen ersten Umformabstand von der Rotationsachse hat, (iv) das zweite Umformwerkzeuge in einem zweiten Umform-Eingriffspunkt im Eingriff ist, der einen zweiten Umformabstand von der Rotationsachse hat und (v) die Zerspanwerkzeuge und die Umformwerkzeuge so bewegt werden, dass, zumindest so- lange alle Werkzeuge im Eingriff sind, eine erste Abstandsdifferenz zwischen dem ersten Zerspanabstand und einem ersten Umformabstand und eine zweite Abstands- differenz zwischen dem zweiten Zerspanabstand und einem zweiten Umformabstand konstant bleibt und/oder höchstens so groß ist wie ein radialer Abstand zwischen einer Bremsfläche und einem Nabenabschnitt des Bremsscheiben-Rohlings, der über eine Bremsflächen-Ebene, in der die erste Bremsfläche liegt, axial übersteht.

In anderen Worten ist es günstig, wenn das erste Zerspanwerkzeug und das zweite Umform Werkzeug bezüglich einer Bewegung in radiale Richtung starr miteinander gekoppelt sind. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das zweite Zerspanwerkzeug und das zweite Umformwerkzeug entsprechend starr miteinander gekoppelt sind.

Wenn die Abstandsdifferenzen höchstens dem genannten radialen Abstand zwischen Bremsfläche und Nabenabschnitt entsprechen, setzt das Zerspanwerkzeug nicht auf dem Nabenabschnitt auf, wenn das Umformwerkezug noch im Eingriff ist. Es ist daher möglich, die volle Breite der Bremsfläche umzuformen.

Vorzugsweise ist das erste Umformwerkzeug und/oder das erste Zerspanwerkzeug geführt befestigt, insbesondere linear geführt. Sind die beiden Werkzeuge linear geführt, so bilden die Erstreckungsrichtungen der beiden Führungen einen ersten Spreizwinkel σ 1 . Vorzugsweise ist der Spreizwinkel σ 1 im Wesentlichen 0°, insbesondere kleiner als 2°. Alternativ ist es möglich, dass der Spreizwinkel größer ist als 5° und insbesondere kleiner als 45°. In diesem Fall bewegen sich das erste Formwerkzeug und das erste Zerspanwerkzeug aufeinander zu, wenn sie radial einwärts bewegt werden. Vorzugsweise ist das zweite Umform Werkzeug und/oder das zweite Zerspanwerkzeug geführt befestigt, insbesondere linear geführt. Sind die beiden zweiten Werkzeuge linear geführt, so bilden die Erstreckungsrichtungen der beiden Führungen einen zweiten Spreizwinkel σ 2 . Vorzugsweise ist der Spreizwinkel σ 2 im Wesentlichen 0°, insbesondere kleiner als 2°. Alternativ ist es möglich, dass der Spreizwinkel größer ist als 5° und insbesondere kleiner als 45°. In diesem Fall bewegen sich das zweite Formwerkzeug und das zweite Zerspanwerkzeug aufeinander zu, wenn sie radial einwärts bewegt werden.

Günstig ist es, wenn die Erstreckungsrichtung zumindest einer der Führungen, insbe- sondere die Führung eines Zerspanwerkzeugs, auf die Rotationsachse zu verläuft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Bremsscheiben-Werkzeug eine Vibrationsdämpfvorrichtung zum Dämpfen von Vibrationen der Zerspanwerkzeuge und/oder der Umformwerkzeuge. Die Vibrationsdämpfvorrichtung kann eine passive oder eine aktive Vibrationsdämpfvorrichtung sein. Eine aktive Vibrationsdämpfvorrichtung besitzt einen Aktor zum Umwandeln externer Energie, beispielsweise elektrischer Energie, in eine Bewegung, die der Vibrationsbewegung entgegenwirkt. Eine passive Vibrationsdämpfvorrichtung arbeitet ohne Zufuhr externer Energie. Besonders bevorzugt ist eine hydraulische Vibrationsdämpfvorrichtung. Hierunter wird eine Vibrationsdämpfvorrichtung verstanden, bei der die Bewegungsenergie durch innere Reibung einer Flüssigkeit dissipiert wird.

Bevorzugt ist ein Verfahren mit den Schritten: (i) Zustellen der Zerspanwerkzeuge und der Umformwerkzeuge auf die Bremsflächen eines Bremsscheiben-Rohlings zu, und (ii) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings und simultanes Spanen der Bremsflächen und simultan dazu Umformen, insbesondere Festwalzen oder Glattwalzen - vorzugsweise mit zumindest einem rotierenden Walzkörper und/oder zumindest einem gleitenden Reibkörper -, der beiden Bremsflächen. Vorzugsweise werden die Werkzeuge dabei radial einwärts bewegt. Alternativ ist es möglich, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: zunächst Bewegen der Zerspanwerkzeuge außer Eingriff radial einwärts, wobei es möglich, nicht aber notwendig ist, dass die Umformwerkzeuge gleichzeitig außer Eingriff radial einwärts bewegt werden,

danach In-Eingriff-Bringen der Zerspanwerkzeuge mit dem Bremsscheiben-Rohling - und falls die Umformwerkzeuge außer Eingriff radial einwärts bewegt wurden: In- Eingriff-Bringen der Umformwerkzeuge - und danach Bewegen der Zerspanwerkzeuge radial auswärts und dabei Spanen der Bremsflächen. Wurden die Umformwerkzeuge in Eingriff gebracht,, werden die Bremsflächen simultan umgeformt.

Günstig ist es, wenn die Bremsflächen beim radial auswärtigen Bewegen gewalzt werden. Alternativ ist es möglich, dass nach dem Spanen der Bremsflächen gewalzt werden.

Bevorzugt ist ein Verfahren mit den Schritten (i) Zustellen der Zerspanwerkzeuge, (ii) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings in eine erste Drehrichtung und dabei Spanen der Bremsflächen, danach (iii) Rotieren des Bremsscheiben-Rohlings - mit gleicher oder entgegengesetzter Drehrichtung - und dabei simultan Umformen, insbesondere Festwalzen oder Glattwalzen - vorzugsweise mit zumindest einem rotierenden Walzkörper und/oder zumindest einem gleitenden Reibkörper -, der beiden Bremsflächen. Es ist möglich, dass die Vorschubrichtung beim Umformen der Vorschubrichtung beim Zerspanen entgegengesetzt ist. Insbesondere wird das Zerspanwerkzeug beim Zerspanen radial einwärts bewegt und das Umformwerkzeug beim Umformen radial auswärts oder umgekehrt.

Es ist möglich, dass der radiale Abstand zwischen der Bremsfläche und dem Naben- abschnitt vergleichsweise klein ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (i) Bewegen der Umformwerkzeuge und der Zerspanwerkzeuge mit zumindest im Wesentlichen gleichen Radial-Bewegungskompo- nenten radial einwärts, danach (ii) Verringern, insbesondere Anhalten, der radial ein- wärtigen Bewegung der Zerspanwerkzeuge und (iii) radial einwärtiges Weiterbewegen der Umformwerkzeuge. Alternativ ist es möglich, dass die Umformwerkzeuge nach In-Eingriff-Bringen radial auswärts bewegt werden, wobei sich die Umformwerkzeuge zunächst nicht radial auswärts bewegen und zu einem späteren Zeitpunkt während des Spanens in Eingriff gebracht werden. Nach dem In-Eingriff-Bringen der Umformwerkzeuge können die Zerspanwerkzeuge und die Umformwerkzeuge dann mit zumindest im Wesentli- chen gleicher Radialgeschwindigkeit radial auswärts bewegt werden. Unter im Wesentlichen gleichen Geschwindigkeiten werden Geschwindigkeiten verstanden, die sich im Mittel um höchstens 10 % unterscheiden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläu- tert. Dabei zeigt

Figur 1 mit den Teilfiguren 1 a - 1 d ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform, Figur 2 mit den Teilfiguren 2a - 2d ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Figur 3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bremsscheiben-Herstellanlage zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 4 mit den Teilfiguren 4a - 4f ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug gemäß einer dritten Ausführungsform, Figur 5 mit den Teilfiguren 5a - 5f ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug gemäß einer vierten Ausführungsform,

Figur 6 mit den Teilfiguren 6a - 6f ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werk- zeug gemäß einer fünften Ausführungsform,

Figur 7 mit den Teilfiguren 7a - 7e ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug gemäß einer sechste Ausführungsform, und Figur 8 mit den Teilfiguren 8a und 8b ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben- Werkzeug gemäß einer siebten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt in Teilfigur 1 a ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug 10 zum Bearbeiten eines Bremsscheiben-Rohlings 12, sodass eine Bremsscheibe ent- steht. Das Bremsscheiben-Werkzeug 10 besitzt ein erstes Zerspanwerkzeug 14, ein zweites Zerspanwerkzeug 16 (vgl. Fig. 1 b), ein erstes Umformwerkzeug 18 und ein zweites Umformwerkzeug 20.

Das erste Zerspanwerkzeug 14 ist durch eine Wendeschneidplatte, beispielsweise aus Keramik, Hartmetall, beschichtetem Hartmetall, Cermet oder kubischem Bornitrid gebildet. Das erste Zerspanwerkzeug 14 ist in einer ersten Werkzeugaufnahme 22 aufgenommen, das zweite Zerspanwerkzeug 16 ist wie das erste Zerspanwerkzeug 14 aufgebaut und an einer zweiten Werkzeugaufnahme 24 befestigt. Die Umformwerkzeuge 18, 20 sind als Walzwerkzeuge ausgebildet und besitzen jeweilige Walzkörper 26, 28, die in jeweils einer Führung 30, 32 aufgenommen sind. Die Umformwerkzeuge 18, 20 werden mittels einer nicht eingezeichneten Druckfluid- quelle mit Druckfluid beaufschlagt. Bei dem Druckfluid kann es sich um eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein Aerosol, insbesondere einen Schmierpartikel-Nebel, handeln.

Das Zerspanwerkzeug 14 und das erste Umformwerkzeug 18 sind ausgebildet zum Bearbeiten einer ersten Bremsfläche 34. Das zweite Zerspanwerkzeug 16 und das zweite Umformwerkzeug 20 sind ausgebildet zum Bearbeiten einer zweiten Bremsfläche 36, die parallel zur ersten Bremsfläche 34 verläuft. Der Bremsscheiben-Rohling 12 besitzt zudem einen Nabenabschnitt 38, der über eine Bremsflächen-Ebene E, in der die erste Bremsfläche 34 liegt, axial übersteht. Zwischen dem Nabenab- schnitt 38 und der ersten Bremsfläche 34 verläuft eine umlaufende Nut 40.

Das Bremsscheiben-Werkzeug 10 weist eine Zustellvorrichtung 42 auf, mittels der die Zerspanwerkzeuge 14, 16 und die Umformwerkzeuge 18, 20 aufeinander zu zugestellt werden können. Auf diese Weise kann eine Scheibendicke d, also ein Ab- stand zwischen der ersten Bremsfläche 34 und der zweiten Bremsfläche 36, präzise eingestellt werden, im vorliegenden Fall umfasst die Zustellvorrichtung 42 eine Zer- spanwerkzeug-Zustellvorrichtung 43 zum Bewegen des ersten Zerspanwerkzeugs 14 relativ zum Werkzeughalter 46. Im vorliegenden Fall umfasst die Zerspanwerkzeug-Zustellvorrichtung 43 die erste Werkzeugaufnahme 22 sowie einen schematisch eingezeichneten Antrieb 44, der beispielsweise eine Antriebsschnecke und einen Drehantrieb dafür aufweisen kann. Die erste Werkzeugaufnahme 22 ist an einem Werkzeughalter 46 linear in axialer Richtung in Bezug auf eine Rotationsachse R des Bremsscheiben-Rohlings 12 ge- führt. Mittels des Antriebs 44 kann die erste Werkzeugaufnahme 22 daher relativ zum Werkzeughalter 46 bewegt werden.

Die zweite Werkzeugaufnahme 24 sowie die Umformwerkzeuge 18, 20 sind gemäß einer Ausführungsform ebenfalls vom Werkzeughalter 46 linear geführt und relativ zu diesem beweglich. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Zustellvorrichtung 42 eine Umformwerkzeug-Zustellvorrichtung 45 zum Bewegen des ersten Um- formwerkzeugs 18 relativ zum Werkzeughalter 46 (siehe Figur 1 b). Die Umformwerk- zeug-Zustellvorrichtung 45 ist wie die Zerspanwerkzeug-Zustellvorrichtung 43 aufgebaut und weist einen Antrieb 47 auf. In Figur 1 b ist der Antrieb 44 der Übersichtlich- keit halber nicht eingezeichnet. Es ist aber auch möglich, dass jeweils ein Antrieb beide Werkzeugaufnahmen 22, 24 bewegt und ein weiterer Antrieb beide Umformwerkzeuge 18, 20. Ebenso ist es möglich, dass beide Zerspanwerkzeuge 14, 16 und beide Umformwerkzeuge 18, 20 relativ zum Werkzeughalter 46 motorisch bewegbar ausgebildet sind. In diesem Fall ist es entbehrlich, dass der Werkzeughalter 46 relativ zum Bremsscheiben-Rohling 12 bewegbar ausgebildet ist.

Der Antrieb 44 sowie die gegebenenfalls zusätzlichen Antriebe können einen Elektromotor aufweisen oder hydraulisch angetrieben sein. Der Antrieb 44 sowie die gege- benenfalls sonst vorhandenen Antriebe können zudem zumindest ein Hydrodehnkis- sen und eine mit diesem verbundene Druckfluidversorgung aufweisen, die beim Erhöhen eines Fluidddrucks im Hydrodehnkissen das jeweilige Werkzeug auf den Bremsscheiben-Rohling 12 zu - oder von diesem wegbewegen. Der Werkzeughalter 46 ist im vorliegenden Fall an einer Linearführung 48 befestigt und kann so in einer Richtung senkrecht zu einer Rotationsachse R bewegt werden.

Figur 1 c zeigt eine Ansicht von vorne auf das Bremsscheiben-Werkzeug 10. Figur 1 d zeigt, dass die Zerspanwerkzeuge 14, 16 (vgl. Figur 1 c) und die Umformwerkzeuge 18, 20, im vorliegenden Fall mittels des Werkzeughalters 46 und der Linearführung 48, so gelagert sind, dass sich das erste Zerspanwerkzeug 14 entlang einer Zerspanwerkzeug-Geraden gz bewegt. Das erste Umformwerkzeug 18 bewegt sich entlang einer Umformwerkzeug-Geraden gu. Die Zerspanwerkzeug-Gerade gz kreuzt die Rotationsachse R. Es ist aber auch möglich, dass sie einen von null verschiedenen, kleinen Abstand von der Rotationsachse R hat, der beispielsweise kleiner ist als ein Fünfzigstel eines Außendurchmessers D des Bremsscheiben-Rohlings 12. Die Umformwerkzeug-Gerade gu verläuft parallel zur Zerspanwerkzeug-Geraden 9z-

Gemäß einem alternativen erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, dass die Werkzeuge 14, 16, 18, 20 außer Eingriff radial einwärts bewegt werden. Danach werden die Zerspanwerkzeuge 14, 16 am radial innenliegenden Rand der Bremsflächen 34, 36 in Eingriff gebracht und radial auswärts bewegt. Zudem werden die Umform- werkzeuge 16, 18 in Eingriff gebracht. Auf diese Weise werden die Bremsflächen 34, 36 simultan gespant und umgeformt, während sich die Werkzeuge 14, 16, 18, 20 radial auswärts bewegen.

Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsscheiben-Werkzeugs 10. Figur 2d zeigt, dass - anders als bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 - die Geraden gz und gu jeweils den gleichen Abstand von der Rotationsachse R und damit von einer Trenn-Ebene T, in der die Rotationsachse verläuft, haben. Auf diese Weise können das erste Zerspanwerkzeug 14 und der Walzkörper 16 im gleichen oder in einem im Wesentlichen gleichen Radialabstand von der Rotationsachse R angeordnet werden.

In anderen Worten kontaktiert das erste Zerspanwerkzeug 14 die Bremsfläche 34 in einem ersten Span-Eingriffspunkt Pi 4 und das erste Umform Werkzeug 18 in einem ersten Umform-Eingriffspunkt P26.

Eine Abstandsdifferenz Ar, die die Differenz der radialen Abstände der Punkte Pi 4 und P26 von der Rotationsachse R angibt, ist klein. Insbesondere ist die Abstandsdif- ferenz Ar kleiner als eine Nutbreite n. Nutbreite ist der radiale Abstand zwischen der ersten Bremsfläche 34 und dem Nabenabschnitt 38 (vgl. Fig. 2b). Vorzugsweise ist die Abstandsdifferenz Ar kleiner als das 0,8-fache der Nutbreite n.

Das zweite Zerspanwerkzeug 16 liegt in einem zweiten Span-Eingriffspunkt P16 (Fig. 2c) an der zweiten Bremsfläche 36 an und das zweite Umform Werkzeug 20 liegt mit seinem Walzkörper 28 in einem zweiten Umform-Eingriffspunkt P28 an der zweiten Bremsfläche 36 an. Der radiale Abstand des Punktes Ριβ νοη der Rotationsachse R entspricht dem radialen Abstand des Punktes Pi 4 . Der radiale Abstand des P28 entspricht dem des Punktes P26.

Figur 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsscheiben-Herstellanlage 50, die ein Bremsscheiben-Werkzeug 10 sowie eine Werkzeugmaschine 52 aufweist, mittels der das Bremsscheiben-Werkzeug 10 relativ zu einer Bremsscheiben-Rotiervorrichtung 54 positionierbar ist. Die Bremsscheiben-Rotiervorrichtung 54 ist ausgebildet zum Aufnehmen des Bremsscheiben-Rohlings 12, beispielsweise an seinem Nabenabschnitt 38. Dazu kann ein zustellbarer Stempel 56 vorgesehen sein, der bei- spielsweise durch Löcher im Nabenabschnitt 38 greift.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird beispielsweise dadurch durchgeführt, dass der Bremsscheiben-Rohling 12 zunächst auf der Bremsscheiben-Rotiervorrichtung 54 aufgenommen wird. Er wird dann in eine Drehrichtung ω-\ gedreht. Die Zerspan- Werkzeuge 14, 16 werden einzeln oder kollektiv auf die Bremsflächen 34, 36 zugestellt, bis ein Abstand zwischen den beiden einer vorgegebenen Scheibendicke d entspricht. Die Zerspanwerkzeuge 14, 16 werden dann in radialer Richtung entlang der Geraden gz bewegt und zerspanen dabei die Bremsflächen 34, 36. Nachfolgend werden die Zerspanwerkzeuge 14, 16 außer Eingriff gebracht. Zudem werden die Umformwerkzeuge 18, 20 so weit auf die bearbeiteten Bremsflächen 34, 36 zugestellt, dass die jeweiligen Walzkörper 26, 28 in Kontakt mit den Bremsflächen 34, 36 kommen und diese umformen. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Drehgeschwindigkeit beim Umformen die gleiche ist wie beim Spanen. Beispiels- weise ist es möglich, dass mit einer höheren Geschwindigkeit gespant wird als umgeformt wird.

Die Walzkörper 26, 28 werden mit einem vorgegebenen Walzdruck beaufschlagt und die Umformwerkzeuge 18, 20 in radialer Richtung an den Bremsflächen 34, 36 ent- lang geführt, sodass diese fest und/oder glatt gewalzt werden. Nach dieser Bearbeitung ist aus dem Bremsscheiben-Rohling 12 eine Bremsscheibe hergestellt worden. Es ist möglich, dass weitere Bearbeitungsschritte folgen.

Figur 4a zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsschei- ben-Werkzeugs 10 zum Spanen in Form einer Drehbearbeitung und simultan dazu Umformen in Form einer Walzbearbeitung. Die Zerspanwerkzeuge 14, 16 (vgl. Figur 4d) bewegen sich bei der Bearbeitung auf jeweiligen Zerspanwerkzeug-Geraden gz, die durch die Rotationsachse R verlaufen. Dazu sind die Zerspanwerkzeuge 14, 16, wie oben beschrieben, linear geführt.

Das erste Umfornnwerkzeug 18 ist relativ zum ersten Zerspanwerkzeug 14 linear ge- führt gelagert. Dazu ist zwischen der ersten Werkzeugaufnahme 22 und dem ersten Umform Werkzeug 18 eine Linearachse 58 ausgebildet, die auch als Linearführung bezeichnet werden kann. Ein Motor der Längsachse 58 ist eingezeichnet. Die Figuren 4a und 4b zeigen die Linearachse 58 in einer ersten Stellung, die Teilfigur 4c zeigt die Linearachse 58 in einer zweiten Stellung, in der das erste Umformwerkzeug 18 mit einer radialen Komponente linear relativ zur ersten Werkzeugaufnahme 22 verschoben ist.

Das zweite Umformwerkzeug 20, das in Figur 4d teilweise zu erkennen ist, ist wie das erste Umformwerkzeug 18 an einem Umformwerkzeughalter 60 befestigt, der mit dem Werkzeughalter 46, an dem die Werkzeugaufnahmen 22, 24 befestigt sind, die Linearachse 58 bildet. Im vorliegenden Fall umfasst die Linearachse 58 eine Schwalbenschwanz-Führung und einen schematisch eingezeichneten Motor zum Bewegen des Werkzeughalters 46 relativ zum Umformwerkzeughalter 60. Auf diese Weise ist auch das zweite Umformwerkzeug 20 linear relativ zum zweiten Zerspanwerkzeug 16 geführt. Der Werkzeughalter oder der Umformwalzwerkzeughalter 60 sind an einer schematisch teilweise eingezeichneten Werkzeugmaschine 61 befestigt.

Die Figuren 4a, 4b und 4c zeigen schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst werden die Umformwerkzeuge 18, 20 und die Zerspanwerk- zeuge 14, 16 mit der gleichen Radial-Bewegungskomponente radial einwärts bewegt. Die Radial-Bewegungskomponente wird bestimmt durch Projektion des entsprechenden Bewegungsvektors auf die Zerspanwerkzeug-Gerade gz. Ist der in Figur 4b gezeigte Zustand erreicht, indem die Zerspanwerkzeuge 14, 16 die Bremsflächen 34, 36 (vgl. Figur 4e) vollständig spanend bearbeitet haben, wird die radial ein- wärtige Bewegung der Zerspanwerkzeuge 14, 16 angehalten. Die Umformwerkzeuge 18, 20 werden relativ einwärtig, also in Vorschubrichtung, weiterbewegt, bis die beiden Bremsflächen 34, 26 vollständig gewalzt sind. Danach werden alle Werkzeuge 14, 16, 18, 20 außer Eingriff gebracht und das Bremsscheiben-Werkzeug radial auswärts bewegt.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsschei- ben-Werkzeugs. Bei dieser Ausführungsform schließen die Zerspanwerkzeug-Gerade gz und die Umformwerkzeug-Gerade gu einen Spreizwinkel σ ein, der von null verschieden ist. Im vorliegenden Fall verlaufen die Geraden gz, gu durch die Rotationsachse R, was eine bevorzugte, nicht aber notwendige Ausführungsform darstellt. Sowohl die Werkzeugaufnahmen 22, 24 (vgl. Figur 5b) als auch die Umformwerk- zeuge 18, 20 (vgl. Figur 5c) sind linear an dem Werkzeughalter 46 geführt und werden entweder gleichzeitig oder nacheinander bewegt. Die Figuren 5a und 5b einerseits sowie 5d und 5e andererseits zeigen den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu Beginn des Verfahrens sind die Werkzeuge 14, 16, 18, 20 in einer radial äußeren Position. Sie werden im Laufe des Verfahrens radial einwärts bewegt und dabei werden die Bremsflächen 34, 36 bearbeitet. Nach Ende der Bearbeitung werden die Werkzeuge außer Eingriff gebracht und radial auswärts zurückgefahren. Der Werkzeughalter 46 bewegt sich dabei nicht. Figur 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsscheibenwerkzeugs 10, bei dem die Zerspanwerkzeug-Gerade g z und die Umformwerkzeug- Gerade gu ebenfalls durch die Rotationsachse R verlaufen. Anders als bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist der Werkzeughalter 46 linear an der Werkzeugmaschine 61 bewegbar geführt, sodass er im Verlauf eines erfindungsgemäßen Verfah- rens bewegt werden kann.

Erfindungsgemäß ist zudem eine Werkzeugmaschine, die ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug aufweist. Vorzugsweise ist der Werkezughalter 46 in dieser Werkzeugmaschine automatisch linear bewegbar geführt.

Figur 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug 10, bei dem alle Werkzeuge 14, 16, 20 jeweils automatisch relativ zum Werkzeughalter 46 bewegbar angeordnet sind. Der Werkzeughalter 46 ist, beispielsweise linear, an der Werkzeugmaschine geführt. Wie die Figuren 7c und 7d zeigen, ist es möglich, alle Werkzeuge 14, 16, 18, 20 unabhängig von den jeweils anderen Werkzeugen in und außer Eingriff mit dem Bremsscheiben-Rohling 12 zu bringen. In anderen Worten sind die Zer- spanwerkzeuge 14, 16 so mit dem Werkzeughalter 46 verbunden, dass eine gemeinsame Zustellbewegung erfolgen kann. Zudem können die Walzkörper 26, 28 relativ zu den Zerspanwerkzeugen 14, 16 bewegt werden. Diese Art der Befestigung der Werkzeuge 14, 16, 18, 20 ist auch für alle anderen Ausführungsformen möglich. Figur 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Bremsscheiben-Werkzeug 10, das eine Vibrationsdämpfvorrichtung 62 aufweist, die beispielsweise mittels Druckluft oder einer Druckflüssigkeit gegen die erste Bremsfläche 34 gedrückt wird. Vibrationen führen zu einer Oszillation der Vibrationsdämpfvorrichtung 62, die durch die innere Reibung des Druckfluids (Druckluft oder Druckflüssigkeit) oder durch das Durchströmen des Druckfluids durch eine Düse gedämpft werden. In der Regel wirken die Umformwerk- zeuge vorteilhafterweise so stark dämpfend, dass eine zusätzliche Vibrationsdämpfvorrichtung 62 entbehrlich ist.

Bezugszeichenliste

10 Bremsscheiben-Werkzeug 50 Bremsscheiben-Herstellanlage

12 Bremsscheiben-Rohling 52 Werkzeugmaschine

14 erstes Zerspanwerkzeug 54 Bremsscheiben-Rotiervorrichtung

16 zweites Zerspanwerkzeug 56 Stempel

18 erstes Umform Werkzeug 58 Linearachse

20 zweites Umformwerkzeug 60 Umformwerkzeughalter

22 erste Werkzeugaufnahme 61 Werkzeugmaschine

24 zweite Werkzeugaufnahme 62 Vibrationsdämpfvorrichtung

26 Walzkörper

28 Walzkörper E Bremsflächen-Ebene

d Scheibendicke

30 Führung D Außendurchmesser

32 Führung gz Zerspanwerkzeug-Gerade

34 erste Bremsfläche gu Umformwerkzeug-Gerade

36 zweite Bremsfläche T Trenn-Ebene

38 Nabenabschnitt

n Nutbreite

40 Nut P Eingriffspunkt

42 Zustellvorrichtung R Rotationsachse

43 Zerspanwerkzeug-Zustellvorrich- Ar Abstandsdifferenz

tung ω Drehrichtung

44 Antrieb σ Spreizwinkel

45 Umformwerkzeug-Zustellvorrich- tung

46 Werkzeughalter

48 Linearführung