Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Bremstrommel oder einer Bremsscheibe mit einem Tragerelement aus einer gut gießbaren und bearbeitbaren Leichtmetallegierung und mit einem Reibbelag aus einer faser- oder partikelverstarkten Leichtmetallegierung.

Eine Wellenbremsscheibe für Schienenfahrzeuge ist in der deutschen Patentschrift 44 00 898 beschrieben. Die Wellenbremsscheibe ist als Monoblockscheibe oder als aus Nabe und Reibring zusammengesetzte Scheibe hergestellt, vorzugsweise mit einer Innenbeluftung und weist m einer Alu miumlegierungsmatrix verteilte, harte Keramikpartikel auf. Bei dieser Wellenbremsscheibe soll zumindest der Reibring, vorzugsweise auch die damit verbundenen K hlrippen und/oder auch die Nabe aus einer mit harten keramischen Partikeln verstärkten, untereutektischen AlSi-Basislegierung bestehen, wobei die Wellenbremsscheibe, wenn sie aus Nabe und Reibring zusammengesetzt ist, aus miteinander verschraubten Elementen besteht. Da mit harten keramischen Partikeln verstärkte Aluminiumlegierungen sehr schwer zu bearbeiten sind, sind die in der deutschen Patentschrift 44 00 898 vorgeschlagene Losungen, die Wellenbremsscheibe entweder als Monoblockscheibe oder als aus Nabe und Reibring zusammengesetzte Scheibe herzustellen, nachteilig, da beide Losung einen erheblichen Bearbeitungsaufwand erfordern. Bei der Monoblockscheibe muß die Nabe, die ebenfalls aus der mit harten keramischen Partikeln verstärkten Aluminiumlegierung besteht, mechanisch bearbeitet werden. Bei der aus Nabe und Reibring zusammengesetzten Scheibe muß die Verbindungsstelle zwischen der Nabe und dem Reibring mechanisch bearbeitet werden. In beiden Fallen ist dieser Bearbeitungsaufwand wegen der verwendeten, mit harten keramischen Partikeln verstärkten Aluminiumlegierung schwierig durchzufuhren.

Dementsprechend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Bremstrommel oder einer Bremsscheibe mit einem Tragerelement aus einer gut gießbaren, gut bearbeitbaren und preiswerten Leichtmetallegierung und mit einem verschleißfesten Reibbelag aus einer faser- oder partikelverstarkten

Leichtmetallegierung zu schaffen, bei denen die Bearbeitung des verschleißfesten Reibbelags aus der faser- oder partikelverstarkten Leichtmetallegierung auf die mechanische Bearbeitung der Reibfläche oder Reibflächen beschrankt ist.

Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das erfmdungsgemaß aus den Schritten besteht:

- Einbringen eines vorportionierten Leichtmetallegierungsbol- zens und Aufschmelzen des Bolzens oder Einbringen einer ge¬ schmolzenen, vorportionierten Leichtmetallegierungsmenge für das Tragerelement oder den Reibbelag m ein Fullroht: einer Form,

- Herstellen des Tragerelements oder des Reibbelags m einer Form durch Verbringen der vorportionierten Leichtmetalle- gierungsschmelze vom Fullrohr m die Form,

- .Abkühlen des Tragerelements oder des Reibbelags auf eine gestalthaltende Temperatur,

- Einbringen eines vorportionierten Leichtmetallegierungsbol - zens und Aufschmelzen des Bolzens oder Einbringen einer ge¬ schmolzenen, vorportionierten Leichtmetallegierungsmenge für das Tragerelement oder den Reibbelag m ein Fullrohr einer Form,

- unmittelbar anschließendes .Angießen der partikelverstarkten Leichtmetallegierung an das Tragerelement oder Umgießen des Tragerelements mit der partikelverstarkten Leichtmetalle¬ gierung oder Angießen der Leichtmetallegierung für das ⁿ ra- gerelement an dem Reibbelag oder Umgießen des Reibbelages durch Verbringen der vorportionierten Leichtmetallegie- rungsschmelze vom Fullrohr m die Form und

- Abkühlen und Entformen.

Mit dem erfmdungsgemaßen Verfahren laßt sich eine

Bremstrommel oder eine Bremsscheibe im Verbundgußverfahren herstellen, wobei nur der Reibbelag aus einer faser- oder partikelverstarkten Leichtmetallegierung besteht und mit der gut gießbaren und bearbeitbaren sowie preiswerten Leichtmetallegierung des Tragerelements fest verbunden ist. Dementsprechend braucht bei dem Reibbelag nur die Reibflache mechanisch bearbeitet zu werden, wahrend die übrigen mechanischen Bearbeitungsschritte, die erforderlich sind, um das Gußstuck für den Einsatzzweck verwendbar zu machen, an der gut gießbaren und bearbeitbaren Leichtmetallegierung durchzufuhren sind und dementsprechend keine besonderen Kosten und Schwierigkeiten bereiten. Vorzugsweise laßt sich eine kurzfaserverstarkte Leichtmetallegierung verwenden.

Das Tragerelement oder der Reibbelag kann m einer ersten Form hergestellt werden, wonach das Angießen oder Umgießen m einer zweiten Form erfolgt.

Vorzugsweise wird jedoch das Tragerelement oder der Reibbelag in einer Form hergestellt, m dieser Form nach dem Abkühlen des Tragerelements oder des Reibbelags durch Bewegen von Teilen der Form, insbesondere von Kernzugen, Raum für den Reibbelag oder das Tragerelement geschaffen und in diesen Raum die faser- oder partikelverstarkte Leichtmetallegierung oder die Leichtmetallegierung f r das Tragerelement eingebracht.

Durch eine geeignete Nabenkonstruktion w rd für einen gießtechnisch optimalen zentralen Zugang des im zweiten Zyklus an-, um- oder aufzugießenden Metalls durch die Anschnitte gesorgt, die leicht zu stanzen sind.

Um einen sicheren Verbund zwischen der Leichtmetallegierung für das Tragerelement und der faser- und partikelverstarkten Leichtmetallegierung beim Gießen zu erreichen, können Vorsprunge, Rippen und/oder Durchbruche vorgesehen sein, die eine gegenseitige Verzahnung der aneinander oder umeinander gegossenen Leichtmetallegierungen bewirken.

Besonders bevorzugt ist es, wenn zwischen der Leichtmetallegierung für das Tragerelement und der faser- oder partikelverstarkten Leichtmetallegierung beim Gießen ein intermetallischer Verbund durch eine Oberflachenbehandlung des Tragerelements oder des Reibbelags erzeugt wird, wobei diese Oberflachenbehandlung vorzugsweise darin bestehen kann, daß die Oberflache der zuerst m die Form eingebrachten Leichtmetallegierung unmittelbar vor dem Aufbringen der zweiten Leichtmetallegierung mit einem Flußmittel behandelt wird, das in einem Tragerfluid als Suspension oder Losung vorhanden sein kann.

Besonders bevorzugt ist, wenn die Behandlung mit einem Flußmittel mit dem Abkühlen der zuerst m die Form eingebrachten Leichtmetallegierung kombiniert wird, indeir diese Leichtmetallegierung mit einem flußmittelhaltigen Kuhlmittel, insbesondere flußmittelhaltigem Wasser beaufschlagt wird.

Zur Verringerung der Oxidation der Oberflachen des Tragerelements und des Reibbelags können kurz vor dem Gießen in die Form Vakuum von absolut 20 bis 100 mbar oder Schutzgas aus Stickstoff oder Argon oder ähnliches eingebracht werden.

Zum Abkühlen der zuerst in die Form eingebrachten Leichtmetallegierung auf eine gestalthaltende Temperatur sind nur geringe Mengen Wasser erforderlich, das sofort verdampft, wahrend das Flußmittel die Oberflache dieser Leichtmetallegierung für das Angießen oder Umgießen mit der zweiten Leichtmetallegierung vorbereitet. Wenn notwendig, kann eine nachfolgende Beaufschlagung der Gußoberflache mit Preßluft erfolgen. Dadurch kann die Abkuhl- und Trocknungszeit verkürzt werden.

Gemäß einem vorteilhaften Gießverfahren können vorportionierte einzelne Bolzen oder geschmolzene Leichtmetallegierung für den Reibbelag und Faser- und Partikelverstarkungsmaterial in ein Fullrohr an der Form eingebracht werden, die Leichtmetallegierung induktiv

erwärmt, die Leichtmetallegierung mit dem Faser- und Partikelverstarkungsmaterial durch die aufgrund der Induktionsstrome bewirkte Verwirbelung der Schmelze gleichmaßig vermischt und die vermischte Schmelze in den für den Reibbelag vorgesehenen Raum eingebracht werden. Bei diesem Gießverfahren ist es somit nicht notwendig, eine bereits mit Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial versehene Verbundleichtmetallegierung vorzubereiten oder zu beziehen. Vielmehr ist es möglich, die Leichtmetallegierung entweder als Bolzen oder bereits geschmolzen m der zum Gießen erforderlichen Menge in das Fullrohr einzubringen, das Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial hinzuzugeben und das Vermischen durch die aufgrund der Induktionsstrome bewirkte Verwirbelung der Schmelze zu bewerkstelligen. Ein gesonderter Schritt zum Herstellen der faser- oder partikelverstarkten Leichtmetallegierung ist somit nicht erforderlich. Das Einbringen vom Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial m die Leichtmetallegierung erfolgt durch den Schmelzfluß beim Einschmelzen der Leichtmetallegierung oder durch die Eingabe in einen Wirbel der Schmelze, der durch einen Ruhrer von oben oder durch das Rotieren erzeugte Zentrifugalkraft oder durch die Injektion durch einen Kanal im Gießkolben erzeugt wird.

Im einzelnen kann das Gießverfahren so ausgestaltet sein, daß in das Fullrohr zunächst ein vorportionierter Bolzen der Leichtmetallegierung für das Tragerelement eingebracht, induktiv aufgeschmolzen und in den für das Tragerelement vorgesehenen Raum m der Form eingebracht wird und wahrend das Tragerelement abgekühlt und durch Bewegen von Kernzugen Raum für den Reibbelag und neue Anschnitte geschaffen wird, ein vorportionierter Bolzen der Leichtmetallegierung für den Reibbelag sowie Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial gleichzeitig oder zeitversetzt in das Fullrohr eingebracht werden, die Leichtmetallegierung induktiv aufgeschmolzen und auf die Gießtemperatur gebracht und mit dem Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial gleichzeitig oder nacheinander vermischt und in den für den Reibbelag geschaffenen Raum in der Form eingebracht wird.

Bei .Anwendung des Thixo-Gießverfahrens ist es auch möglich, nacheinander einen Bolzen der Leichtmetallegierung mit thixotropen Eigenschaften für das Trägerelement und einen Bolzen aus der Leichtmetallegierung für den Reibbelag mit eingebettetem Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial in ein Füllrohr in der Form einzubringen, einen der Bolzen oder beide Bolzen induktiv auf eine Temperatur oberhalb des Soliduspunktes und unterhalb des Liquiduspunktes zu erwärmen oder einen der Bolzen oder beide Bolzen auf Schmelztemperatur zu erwärmen und im teigigem oder im geschmolzenen Zustand in die Form zu drücken. Der thixotrope Zustand kann bei Leichtmetallegierungen ohne Verstärkungsmaterial durch das kontrollierte Abkühlen und Halten im Zweiphasengebiet fest-flüssig und durch ein gleichzeitiges Rühren durch einen mechanischen Rührer von oben oder durch den Gießkolben von unten im Füllrohr oder durch die Rotation des Füllrohres im Magnetfeld in der Induktionsspule erreicht werden. Durch eine Ausbildung eines Windungsgradienten der Induktionsspule kann die vertikale Ab- und Aufbewegung der Füllkammer mit dem Gießkolben in der Spule eine Vergleichmäßigung der Rührbewegung bei konstanter Metalltemperatur bewirken. Durch die Variation der Induktionsfrequenz zwischen 50 bis 10.000 Hz kann das Rühren kontrolliert in kürzester Zeit mit moderater Badbewegung erfolgen. Das Thixo-Gießverfahren ist besonders vorteilhaft mit einem Bolzen aus der Leichtmetallegierung für den Reibbelag mit eingebettetem Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial zu verwenden, da hierdurch die Homogenität des Materials für den Reibbelag gewährleistet bleibt. Der Bolzen der Leichtmetallegierung für das Trägerelement kann ebenfalls im thixotropen, aber auch im geschmolzenen Zustand in die Form gedrückt werden.

Die Vorrichtung zum Herstellen einer Bremstrommel oder Brems ^¬ scheibe der eingangs erwähnten Art kann eine Form mit

- einem in einer Unterform aus Stahl angeordneten keramischen Füllröhr,

- einem Keramikfüllkolben im Füllrohr,

- einer gleitenden Ringdichtung zwischen dem Füllrohr und dem

Fullkolben und/oder einer festen Dichtung zwischen der Un¬ terform und dem Fullrohr aus temperaturbeständigem Faserma- terial und/oder aus Graphit und/oder aus Keramik-Me¬ tall-Verbundwerkstoff,

- einer um das Fullrohr gelegten Induktionsspule mit einer konzentrierten Windungsdichte zur schnellen Metallsumpfer- zeugung über dem Fullkolben,

- einer beweglichen Oberform aus Stahl oder Formsand und

- in der Unterform und/oder der Oberform Räume für das Tra¬ gerelement oder den Reibbelag freigebenden Kernzugen,

sein. Mitteis der Induktionsspule werden die Leichtmetallegierung für das Tragerelement und die faser- oder partikelverstarkte Leichtmetallegierung für den Reibbelag auf Schmelztemperatur erwärmt oder gehalten bzw. auf eine Temperatur oberhalb des Soliduspunktes und unterhalb des Liquiduspunktes erwärmt oder gehalten, um diese Legierungen mittels des Fullkolbens m den Formhohlraum einzudrucken.

Das Fullrohr und der Fullkolben bestehen aus keramischen Material, um m diesem Bereich keine induktive Erwärmung außer m der im Fullrohr befindlichen Leichtmetallegierung zu bewirken.

Das Fullrohr mit dem Fullkolben können vertikale, radial-konzentrische oder radial exzentrische Bewegungen linearer oder oszillierender Art aufnehmen um die Effizienz des Magnetfeldes m der Induktionsspule zu vergleichmaßigen bzw. zu optimieren.

Die m der Unterform und/oder der Oberform angeordneten Räume für das Tragerelement oder den Reibbelag freigebende Kernzuge werden betätigt, wenn nach dem Abkühlen der ersten, in die Form eingebrachten Leichtmetallegierung die zweite Leichtmetallegierung in diese freigegebenen Räume eingebracht wird.

Um das Abkühlen der ersten eingebrachten Leichtmetallegierung

zu steuern, kann die Unterform vorzugsweise aus einem beheizten Boden und einem gekühlten, den Umfang des Gußstücks begrenzenden Bereichs bestehen und kann auch die Oberform beheizt sein. Unter Berücksichtigung der m einem Temperaturintervall von 550 bis 750° C liegenden optimierten Gießtemperatur können der Boden der Unterform und die Oberform auf etwa 300° C beheizt und der den Umfang des Gußstucks begrenzende Bereich auf 100° C gekühlt sein, um eine optimierte zentrale Durchspeisung einerseits und eine peripherale, gerichtete Erstarrung andererseits zu erreichen. Um diese unterschiedlichen Temperaturen einzuhalten, können zwischen den Formelementen Dammschichten mit Dichtelementen angeordnet sein.

Die .Abdichtung zwischen dem Fullrohr und der Unterform laßt sich vorteilhaft durch einen m eine entsprechende Ausnehmung der Unterform eingreifenden Dichtwulst bewirken.

Die Bildung einer Oxidhaut beim Aufheizen des Leichtmetallbolzens und auf der Leichtmetallegierung wird durch Anwendung eines Vakuums oder durch ein Schutzgas aus Stickstoff oder Argon im Fullrohr verhindert.

Um ein unkontrolliertes Aufheizen der Unterform durch Induktionsstrome zu vermeiden, kann zwischen der um das Fullrohr gelegten Induktionsspule und der Unterform eine magnetische .Abschirmung vorgesehen sein.

Die Druckbeaufschlagung der Leichtmetallegierung durch die Anschnittoffnungen der Form mittels des Fullkolbens laßt sich besonders vorteilhaft erreichen, wenn der Fullkolben einen konvexen Kolbenboden aufweist. Dieser Fullkolben kann einen konzentrischen Kanal zur Einspritzung von metallischen oder keramischen Pulvern, Fasern oder Flüssigkeiten aufweisen. Dieser Fullkolben laßt sich auch als Nachdruckkolben am Ende des Gießvorgangs einsetzen, jedoch ist es ebenfalls mit Vorteil möglich, in der Oberform einen Nachdruckkolben koaxial zum Fullrohr anzuordnen. Der Nachdruckkolben kann zweiteilig mit einem koaxialen, verschiebbaren Kernbereich

ausgebildet sein. Ein konzentrischer Ringkolben laßt sich dann vorteilhafterweise zum .Abscheren, Abbrechen oder Abstanzen des Gießlaufs verwenden.

Da der Boden der Unterform beheizt und der den Umfang des Gußstucks begrenzende Bereich der Unterform gekühlt ist, ist es vorteilhaft, wenn diese beiden Teile der Unterformen voneinander geteilt sind und der Boden und/oder der Bereich zusatzlich radial geteilt sind, wodurch das Entformen des Gußstucks erleichtert und der Wärmeübergang durch einen Luftspalt erschwert wird.

Wird die Form mit Vakuum beaufschlagt, können Dichtungen vorgesehen sein, die ein Vakuum bis unter 30 mbar einzuhalten gestatten.

Das Emspruhen der zuerst m die Form eingebrachten Leichtmetallegierung mit Kuhlmittel und Flußmittel kann dadurch erfolgen, daß die Oberform hochgefahren wird und dann das Emspruhen von außen erfolgt, -jedoch weist bevorzugterweise die Form eine Spruhvorrichtung für K hlmittel und/oder für Flußmittel auf, die es erlaubt, nur die Oberflachenbereiche der zuerst m die Form eingebrachten Leichtmetallegierung emzuspruhen, die mit der danach eingebrachten Leichtmetallegierung m Berührung kommen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier m der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Unterform mit darin befindlichem Gußstuck m Form einer Bremstrommel,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die geschlossene Form einschließlich Fullrohr, Fullkolben und Induktionsspule,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Form

einschließlich Fullrohr, Fullkolben und Induktionsspule zur Herstellung einer Bremsscheibe und

Fig. 4 eine Detailansicht eines Schieberwerkzeuges und eines Fullkolbens.

In Fig. 1 und 2 ist erkennbar, daß ein Gußstuck m Form e mer Bremstrommel aus einem Tragerelement 10 und einem Reibbelag 11 in einer Form aus einer Unterform 1 und einer beweglichen Oberform 2 hergestellt wird.

Die Unterform 1 besteht aus einem auf ca. 300° C beheizten Boden 3 und einer auf ca. 100° C gekühlten Seitenform 4, die in dem Bereich angeordnet ist, der den Umfang des Gußstucks 10, 11 bildet.

Die Unterform 1 und die Oberform 2 sind durch eine waagerechte Konturteilungsfuge 5 getrennt, m deren Flachen Luftbohnen 6 zum Entlüften der Form beim Gießen angeordnet sind. Zwischen dem Boden 3 und der Seitenform verlauft eine schräge Funktionsteilungsfuge 7.

In dem Bereich der Oberform 2, in dem der Raum für den Reibbelag 11 gebildet werden soll, ist ein ringförmiger Kernzug 9 angeordnet. Des weiteren sind nicht dargestellte, radial verlaufende Kernzuge vorgesehen, die radiale Kanäle 12 f r die Leichtmetallegierung für den Reibbelag freigeben. Im Boden 3 der Unterform 1 sind m üblicher Weise Ausstoßer 13 angeordnet.

Im Bereich der Radialkanale 12 sind Kernzuge in Form von Zapfen 14 angeordnet, die beim Einbringen der Aluminiumlegierung für das Tragerelement 10 eine Anzahl von Bohrungen im Bereich der Kanäle 12 freihalten und zum Einbringen der Aluminiumlegierung für den Reibbelag 11 zurückgezogen werden, so daß diese Bohrungen von der Aluminiumlegierung für den Reibbelag 11 ausgefüllt werden und eine mechanische Verklammerung mit der Aluminiumlegierung für

das Tragerelement 10 bewirken. Ahnliche mechanische Verklammerungen werden durch eine Umfangsverzahnung 15 im Bereich zwischen dem Tragerelement 10 und dem Reibbelag 11 erreicht. Des weiteren kann der Außenumfang des Tragerelements 10 durch entsprechende Gestaltung der Seitenform 4 eine Verrippung 16 zur besseren Warmeabfuhr durch das Tragerelement 10 wahrend des Erstarrens des Reibbelags 11 erhalten.

Ein keramisches Fullrohr 16 ist unterhalb des Bodens 3 der Unterform 1 angeordnet und greift mit einem Dichtwulst 20 in eine entsprechende Rmgausnehmung des Bodens 3 ein. In dem Fullrohr 17 ist ein konvexer Kera ikfullkolben 18 angeordnet, der sich m nicht dargestellter Weise axial und radial verschieben laßt, um die Aluminiumlegierungen für das Tragerelement 10 und für den Reibbelag 11 in die Form 1, 2 einzubringen. Der Fullkolben 18 ist zum Fullrohr 17 mittels einer schnell auswechselbaren Dichtung 29 abgedichtet, die aus einem Kolbenring oder vorzugsweise aus temperaturfestem Fasermaterial oder/und Keramik oder/und temperaturfestem Metall oder/und Keramik/Graphit/Metall-Verbund bestehen kann und sich daher bei Verschleiß leicht auswechseln laßt. Die Dichtung kann auch aus hintereinander axial aufgereihten Scheiben bestehen.

Um das Fullrohr 17 ist eine Induktionsspule 19 mit mit einem axialen Windungsprofil gelegt, die dazu dient, vorproportionierte Aluminiumlegierungen für das Tragerelement 10 und den Reibbelag 11 durch Induktionsstrome m einer Zeit von kurzer als 10 Minuten zu erwarmen, zu erschmelzen und zu rühren.

Um das Erwarmen der vorproportionierten Vorlegierung zu intensivieren und zu vergleichmaßigen, kann das Fullrohr 17 mit Vorlegierung und Fullkolben 18 losgelost von der Dichtung 29 im Magnetfeld der Induktionsspule 19 axial und radial bewegt werden. Für diesen Zweck kann die elektrische Frequenz des Induktionsstroms zwischen 50 Hz und 5.000 Hz kontinuierlich oder diskret verändert werden.

Wenn die Aluminiumlegierungen für das Tragerelement 10 und für den Reibbelag 11 im geschmolzenen Zustand in das Füllrohr 17 eingebracht werden, dient die durch die Induktionsspule 19 erzeugte Warme dazu, die Temperatur der Schmelze zu halten und eine Durchwirbelung der Schmelze hervorzurufen, die ein Durchmischen der Alu iniummatrixlegierung für den Reibbelag 11 mit dem Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial bewirkt. Da diese Durchmischung sehr intensiv ist, ist es möglich, die Aluminiumlegierung für den Reibbelag 11 getrennt von dem Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial in das Fullrohr 17 einzubringen und erst dort zu vermischen. Diese "ιn-sιtu" Herstellung des Verbundwerkstoffs für den Reibbelag 11 kann durch gleichzeitiges Aufheizen und/oder durch Emdusen (Eindrucken) der Fasern oder Partikel in die fl ssige Aluminiumlegierung und/oder durch das Eingeben der Faser oder Partikel in die durch einen Ruhrer von oben verwirbelte Schmelzeoberfläche erfolgen.

Um ein unkontrolliertes Erwarmen des Bodens 3 der Unterform 1 zu vermeiden, ist zwischen der Induktionsspule 19 und diesem Boden 3 eine magnetische Abschirmung 21 angeordnet.

Mit einer leistungsfähigen Induktionsspule 19 können die Leichtmetallegierungen für das Tragerelement 10 und den Reibbelag 11 in Form von Bolzen in das Fullrohr 17 eingesetzt, dort aufgeschmolzen und durch Verschieben des Füllkolbens 18 in die Form 1, 2 eingebracht werden. Dabei können die Bolzen auch bereits auf eine Temperatur wenig unterhalb der Solidustemperatur vorgewärmt sein, damit das Aufheizen auf die Gießtemperatur durch die Induktionsspule 19 möglichst schnell und mit geringen Energieaufwand vor sich geht. Auch in diesem Fall können die Aluminiumlegierung für den Reibbelag 11 und das Faser- oder

Partikelverstarkungsmaterial getrennt in das Fullrohr 17 eingebracht werden und sich beim Schmelzen aufgrund der durch die Induktionsstro e bewirkten Verwirbelung intensiv miteinander mischen.

Schließlich ist es auch möglich, das Thixogießverfahren anzuwenden, indem m das Fullrohr 17 eingesetzte thixotrope Bolzen auf eine Temperatur zwischen dem Soliduspunkt und dem Liquiduspunkt im Magnetfeld erwärmt werden und im halbflussigen Zustand in die Form 1, 2 eingedruckt werden. Der thixotrope Zustand kann für die kommerziellen Leichtmetallegierungen in Bolzenform für Formgußzwecke auch m situ durch kontrolliertes .Abkühlen von dem flussigen Zustand kurz über die Schmelztemperatur in den teigigen Zustand zwischen Solidus- und Liquidustemperatur erfolgen. Dabei kann eine axiale und/oder radiale Bewegung des Fullrohres 17 mit dem Fullkolben unterstutzend herangezogen werden.

Selbstverständlich ist es auch möglich, nur eine der beiden Leichtmetallegierungen im schmelzflussigen Zustand und die andere der beiden Leichtmetallegierungen im halbflussigen Zustand m die Form einzudrucken.

Das jeweils angewandte Verfahren ist von den Eigenschaften der jeweils verwendeten Leichtmetallegierungen abhangig, die sowohl gleich als auch unterschiedlich sein können.

Ein Gegendruckkolben 34 mit einem konkaven Kolbenboden 38 ist in einem zylindrischen Schieberwerkzeug 35 angeordnet, das sich als Stanzwerkzeug zum Abscheren der Angußkanale 12 verwenden laßt. Am Kolben 34 befindet sich ein Anschluß 36 zum Anlegen eines Vakuums an den Formhohlraum oder zum Einbringen eines Schutzgases. Um ein Vakuum von unter 30 mbar einhalten zu können, sind Vakuumdichtungen 33 in der Konturteilfuge 5 angeordnet.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Schieberwerkzeug 35 Ausschnitte 42 aufweisen kann, die den Anschnitten der Gießlaufe 12 angepaßt sind, so daß sich das Schieberwerkzeug 35 als Stanzwerkzeug verwenden laßt. Der konvexe Kolbenboden 30 des Fullkolbens 18 kann entsprechende Vertiefungen 43 aufweisen, um die schmelzflussige oder thixotrope Leichtmetallegierung beim Nachdrucken mittels des

Gegendruckkolbens 34 zu den Ausschnitten 42 und somit zu den Anschnitten der Gießlaufe 12 zu leiten.

In Fig. 3 ist eine Form zum Herstellen einer Bremsscheibe mit beidseitigen an den Seitenflächen angeordneten Reibbelagen in Form von Reibscheiben dargestellt.

Gezeigt ist die Stellung der Form zum Gießen des Tragerelements mit ausgezogenen Linien, wahrend die Stellung zum Gießen der Reibbelagen gestrichelt angedeutet ist. Die Gießform besteht aus einer beheizten Unterform 22, einer beheizten Oberform 23 und einer gekühlten Seitenform 24. Ein oberer, ringförmiger Kernzug 25 ist in der Oberform 23 angeordnet, wahrend sich ein entsprechender, koaxialer, ringförmiger, unterer Kernzug 26 in der Unterform 22 befindet. In der in Fig. 3 dargestellten Stellung schließen die freien Oberflachen der Kernzuge 25, 26 mit den Seitenflachen des durch die Unterform 22 und die Oberform 23 bestimmten scheibenförmigen Tragerelements ab. Auf dem Umfang der Kernzuge 25, 26 sind Zapfen 27, 28 angeordnet, die sich in der dargestellten Stellung berühren und Kerne für Bohrungen in dem scheibenförmigen Tragerelement bilden. D e Betätigung der Kernzuge 25, 26 erfolgt mittels Druckstangen 41, die m der Unterform 22 und der Oberform 23 mittels Vakuumdichtungen 39 abgedichtet gefuhrt sind.

Die Leichtmetallegierung für das Tragerelement wird, wie bereits beschrieben, im Fullrohr 17 mittels der Induktionsspule 19 auf Gießtemperatur aufgeheizt und mittels des Fullkolbens 18 m den Formhohlraum gedruckt. Dabei bi.den sich im Bereich der Zapfen 25, 26 Bohrungen im scheibenförmigen Tragerelement.

In der Oberform ist ein zweiteiliger Nachdruckkolben aus einem inneren Kolben 31 mit einem .Anschluß 36 zum Anlegen eines Vakuums oder zum Einbringen eines Schutzgases und ejnem äußeren Ringkolben 37, beide mit einem konkaven Kolbenboden 38, angeordnet.

Im Fullkolben 18 ist ein Kanal 40 angeordnet, durch den sich Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial in das Fullrohr 17 einbringen laßt. Eine .Abschlußkappe 44 mit der konvexen Kontur des Kolbenbodens 30 dient als Verschluß für den Kanal 40.

Nach dem Füllen der Form 22, 23, wird die Oberform 23 m die gestrichelt dargestellte Stellung gebracht, und über Spruhvorrichtungen 32 wird mit Flußmittel vermischtes Kuhlwasser auf die Oberflachen des scheibenförmigen Tragerelements aufgebracht. Die Kernzuge 25, 26 werden m die gestrichelte Stellung zurückgefahren, so daß sie einen Raum für den Reibbelag freigeben, und die Leichtmetallegierung für den Reibbelag mit dem Faser- oder

Partikelverstarkungsmaterial wird m der beschriebenen Weise mittels des Fullkolbens 18 in diese Räume gedruckt, wobei die Leichtmetallegierung mit dem Faser- oder

Partikelverstarkungsmaterial entweder durch den beim .Anheben der Oberform 23 gebildeten Spalt bis in den Bereich der Räume für die Reibbelage fließt oder dorthin über mittels besonderer, durch zusätzliche, nicht dargestellte Kernzuge freigelegte Kanäle gelangt. Um eine porenfreie Struktur zu erreichen, ist in der Oberform 23 der Nachdruckkolben 31, 37 angeordnet, der nach Beendigung des Einbringens der Leichtmetallegierungen einen erhöhten Druck auf die Schmelze aufbringt, bis diese erstarrt sind. Die Stirnflachengeometrie des Nachdruckkolbens 31, 37 ist der des Fullkolbens 18 gegenbildlich angepaßt, um den Druck vor den .Anschnitten auszunutzen. Um diesen Effekt zu verstarken kann ein zentrischer Metallnachdruckstift und/oder Spmdelantrieb, der einem pneumatisch hydraulischen Antrieb nachfolgt, angebracht werden.

Zwischen der Induktionsspule 19 und der Unterform 22 ist auch bei der Form gemäß Fig. 3 eine magnetische Abschirmung 21 angeordnet, auf die sich verzichten laßt, wenn die Unterform 22 aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht.

Das Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial laßt sich z. B.

durch einen Kanal 40 im Fullkolben in das Fullrohr 17 einbringen.

Da sich die Leichtmetallegierungen für das Tragerelement und für den Reibbelag vorportioniert z. B. in Form eines vorgewärmten Bolzens oder einer Schmelzeportion in das Fullrohr 17 einbringen lassen, erfolgt das Herstellen einer Bremstrommel oder einer Bremsscheibe mit schneller Taktzeit und ohne hohe Fulldrucke zu erfordern. Bei Bedarf kann das Nachdrucken mit dem Fullkolben erfolgen.

Es können j e nach .Anpassung der Schmelzzeit m der Spule und der Erstarrungszeit m der Form unter der Form karussellartig (Revolver) zwei bis vier Induktionsspulen angeordnet werden, die zeitgetaktet arbeiten.

Es lassen sich die verschiedensten Aluminium- und Magnesiumlegierungen einsetzen, und als Faser- oder Partikelverstarkungsmaterial sind Siliziumkarbid, Wolframkarbid, Siliziumnitπt, Aluminiumnitrit, TitanborLd, Titannitrit und andere geeignet, wobei das Faserverstarkungsmateπal vorzugsweise kurzfaserig ist, wahrend als Flußmittel m Wasser gelöstes und/oder dispergiertes Alumimumnatriumfluorid, Natrium odid, Kaliumjodid usw. verwendbar sind.