DE10125114A1 - Bremsscheibe mit Dämpfungselement - Google Patents
Bremsscheibe mit DämpfungselementInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe, die einen Reibring und ein Halteteil umfasst. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass am Reibring und/oder am Halteteil mindestens ein ringförmiges Dämpfungselement befestigt ist, das folgende Teilelemente umfasst: DOLLAR A È mindestens einen tragenden Ring, der stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Reibring und/oder dem Halteteil verbunden ist, DOLLAR A È mindestens ein ringförmiges Dämpfungsmaterial, das umlaufend mit dem mindestens einen tragenden Ring verbunden ist und DOLLAR A È das Dämpfungsmaterial berührungsfrei zur Bremsscheibe angeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremseinheit nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Bei heutigen Großserien-Pkw werden überwiegend einteilige
Bremsscheiben aus Grauguss eingesetzt. Sie stellen einen guten
Kompromiss aus verschiedenen Anforderungen dar. Die thermische
Beständigkeit, die mechanische Festigkeit und das Verschleiß
verhalten genügen in vielen Fällen den Anforderungen. Zudem
sind Bremsscheiben aus Grauguss kostengünstig herzustellen.
Ein Nachteil des Graugussmaterials besteht in seiner geringen
Dämpfungseigenschaft. Die schlechte führt speziell bei eintei
ligen Bremsscheiben, jedoch auch bei zweiteiligen Bremsscheiben
zu Bremsgeräuschen, die von den Insassen als unangenehm empfun
den werden.
Es wurden bisher Bestrebungen gemacht, Bremsscheiben zweiteilig
darzustellen, was eine gewisse Geräuschreduzierung bedeutet,
die Geräuschentwicklung jedoch nicht unterbindet. Die DE 44 46 017 C2
beschreibt eine zweiteilige Bremsscheibe, die durch Ver
schraubung gefügt ist. In den Bohrungen für Schrauben befinden
sich Hülsen aus einem schwingungsdämpfenden Material.
Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Schwin
gungsdämpfung nur bei teureren, zweiteiligen Bremsscheiben an
gewendet werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine effektive,
kostengünstige Schwingungsdämpfung für einteilige und zweitei
lige Bremsscheiben bereitzustellen.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einer Bremsscheibe nach den
Merkmalen des Patentanspruchs 1.
An einer Bremsscheibe, die einen Reibring und ein Halteteil um
fasst, ist umlaufend ein ringförmiges Dämpfungselement befes
tigt. Das Dämpfungselement weist mindestens einen umlaufenden,
tragenden Ring auf, der mit der Bremsscheibe verbunden ist.
Ferner umfasst das Dämpfungselement ein Dämpfungsmaterial, das
mit dem mindestens einen tragenden Ring verbunden ist und be
rührungsfrei zur Bremsscheibe angeordnet ist.
Der tragende Ring ist an der Bremsscheibe entweder durch Kle
ben, Nieten, Schrauben oder Schweißen befestigt oder er ver
läuft mit einer radialen Vorspannung in einer Nut in der
Bremsscheibe.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung besteht darin, dass die
Schwingungen von der Bremsscheibe auf den tragenden Ring des
Dämpfungselementes übertragen werden, an das Dämpfungsmaterial
weitergeleitet werden und von diesem absorbiert werden.
Besonders bevorzugt weist das Dämpfungselement zwei Ringe auf,
zwischen denen das Dämpfungsmaterial eingeschlossen ist. Der
erste, tragende Ring ist dabei wie beschrieben mit der Brems
scheibe verbunden, der zweite Ring ist nur mit dem Dämpfungsma
terial verbunden und berührungsfrei zum ersten Ring und der
Bremsscheibe angeordnet. Dadurch haben beide Ringe ein unter
schiedliches Schwingungsverhalten. Diese unterschiedlichen
Schwingungen führen dazu, dass das in der Mitte liegende Dämp
fungsmaterial Schwingungsenergie absorbiert und in Wärme umwan
delt. Dies wirkt sich positiv auf die Geräuschentwicklung aus
(Anspruch 2).
Das Dämpfungsmaterial, das am ersten Ring befestigt ist, bildet
im Querschnitt bevorzugt ein L. In dieses L ist der zweite Ring
eingelassen, berührt aber, wie bereits erwähnt den ersten Ring
nicht. Der Vorteil einer L-förmigen Ausbildung des Dämpfungsma
terials ist eine zusätzliche Kompensation von Schwingungen in
radialer Richtung. Andere Querschnitte des Dämpfungselementes,
z. B. U-förmige, I-förmige oder T-förmige können ebenfalls
zweckmäßig sein (Anspruch 3).
Der Querschnitt des Dämpfungselementes ist in vorteilhafter
Weise so ausgestaltet, dass der erste, tragende Ring einen
länglichen, rechteckigen Querschnitt aufweist. Teilbereiche
dieses Ringes laufen bevorzugt in einer Nut in der Bremsschei
be. Diese Anordnung ist für die Montage besonders günstig (An
spruch 4).
Der Reibring der Bremsscheibe ist in der Regel mit einer Innen
belüftung versehen. Diese sorgt für eine gute Kühlung der
Bremsscheibe, wodurch zudem die Wärmebelastung für das Dämp
fungselement verringert wird (Anspruch 5).
Es gibt mehrere Stellen an der Bremsscheibe, die für das An
bringen des Dämpfungselementes geeignet sind. Sie bieten unter
schiedliche Vorteile und es kann daher zweckmäßig sein, mehrere
Dämpfungselemente an der Bremsscheibe anzubringen. Die stärks
ten Schwingungen an der Bremsscheibe treten häufig am äußeren
Umfang des Reibrings in radialer Richtung auf. Ein Anbringen
des Dämpfungselementes ist dort besonders zweckmäßig. Durch die
dort angebrachten Bremssättel steht jedoch nur begrenzter Bau
raum für das Dämpfungselement zur Verfügung. Besonders bevor
zugt wird demnach das Dämpfungselement am äußeren Umfang des
Reibrings in der Mitte im Bereich der Innenbelüftung ange
bracht, da an dieser Stelle durch eine geringfügige Einbuchtung
ausreichend Bauraum zur Verfügung steht (Anspruch 6).
Eine weitere zweckmäßige Anordnung des Dämpfungselementes be
findet sich am inneren Umfang des Reibrings bzw. direkt am Halteteil,
das in der Regel topfförmig ausgestaltet ist. Hier
steht genügend Bauraum zur Verfügung und es erfolgt immer noch
eine ausreichende Schwingungsabsorption durch das Dämpfungsele
ment. Ist das Dämpfungselement direkt am Halteteil ohne direk
ten Kontakt zum Reibring befestigt, so ist die
Temperaturbelastung für das Dämpfungsmaterial am geringsten
(Anspruch 7).
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass
eine zweiteilig ausgebildete Bremsscheibe (Reibring und Halte
teil sind getrennt) ebenfalls mit einem oder mehreren Dämp
fungselemente ausgestattet sein kann. Die bisher beschriebenen
Dämpfungselemente und ihre Anordnung an der Bremsscheibe sind
hier ebenfalls anwendbar. Zusätzlich kann das Dämpfungselement
an einem Sicherungselement befestigt sein, das den Reibring und
das Halteteil gegen axiales Verschieben sichert. Das Dämpfungs
element ist so platzsparend angeordnet und ist thermisch weit
gehend isoliert (Anspruch 8).
In vorteilhafter Weise ist das Dämpfungselement hierbei auf ei
nem Sicherungsring befestigt, der in Form einer Tellerfeder
ausgebildet ist. Durch diese Anordnung kann eine axiale z. B.
thermisch verursachte Ausdehnung zwischen Reibring und Halte
teil ausgeglichen werden (Anspruch 9).
Der Sicherungsring, auf dem das Dämpfungselement befestigt ist,
ist zur besseren Montage in einer Nut im Halteteil eingelassen
und wird an den Reibring gedrückt (Anspruch 10).
Zur Reduzierung der Masse der Bremsscheibe kann der Reibring
aus einem Metall-Keramik-Verbundwerkstoff bestehen. Dadurch
wird die ungefederte Masse im Fahrwerk reduziert, was Vorteile
für den Fahrkomfort bietet. Das Halteteil besteht dabei entwe
der konventionell aus einem Eisenmetall oder aus einem Leicht
metall wie Aluminium oder Titan, was zu einer weiteren
Gewichtsreduzierung führt (Anspruch 11).
Vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele der Erfindung ergeben sich
aus den nachfolgenden Figuren.
Es zeigen:
Fig. 1a, 2-5 eine Bremseinheit mit Bremsscheibe, Bremsbeläge,
Sattel, Radnabe und erfindungsgemäßen Anordnungen ei
nes Dämpfungselementes,
Fig. 1b eine vergrößerte Darstellung des Details Ib aus Fig.
1a,
Fig. 6 eine zweiteilige Bremsscheibe mit einem Sicherungs
ring, der ein Dämpfungselement umfasst und
Fig. 7 eine zweiteilige Bremsscheibe mit einem erfindungsge
mäßen Dämpfungselement.
In Fig. 1a ist eine Bremseinheit dargestellt, die eine Brems
scheibe 1-1, mit einem Reibring 2-1, einem topfförmigen Halte
teil 3-1 und einem erfindungsgemäßen Dämpfungselement 4-1,
sowie zwei Reibbeläge 6 und einen Bremssattel 8 umfasst. Die
Bremseinheit ist auf einer Radnabe 10 montiert. Das Dämpfungs
element 4-1 ist am inneren Umfang des Reibrings 2-1 im Bereich
der Innenbelüftung 5-1 angebracht. (Bei Bezugszeichen mit zwei
Ziffern steht die zweite Ziffer für die Figurennummer.)
Die Fig. 1b gibt das Detail Ib aus Fig. 1a als Vergrößerung
wieder. Das Dämpfungselement 4-1 umfasst einen ersten, tragen
den Ring 12-1, dessen hervorstehender Teil in einer Nut 18-1 im
Reibring geführt ist. Am Ring 12-1 ist ein Dämpfungsmaterial
14-1 befestigt, das L-förmig ausgestaltet ist. In dem L-förmige
Dämpfungsmaterial 14-1 ist ein zweiter Ring 16-1 eingefügt, der
bezüglich des ersten Rings berührungsfrei angeordnet ist.
Die Befestigung zwischen dem ersten Ring 12-1, dem Dämpfungsma
terial 14-1 und dem zweiten Ring 16-1 erfolgt über Klebeverbindungen.
Die beiden Ringe 12-1 und 16-1 sind bevorzugt metal
lisch, z. B. aus Messing oder Stahl ausgestaltet. Das Dämp
fungsmaterial besteht in der Regel aus einem organischen
Material wie Kautschuk, thermoplastischen Elastomeren oder ähn
lichem das besonders gute Dämpfungseigenschaften aufweist.
Das Dämpfungselement ist als offener Ring ausgestaltet. Dieser
wird in Fig. 1 bei der Montage zusammengedrückt und in die Nut
18-1 eingerastet. Durch die radiale Spannkraft sitzt das Dämp
fungselement fest in der Nut 18-1. Unter Umständen kann eine
hier nicht dargestellte Verdrehsicherung das Dämpfungselement
sichern.
In den Fig. 2 bis 5 sind die gleichen Bremseinheiten wie in
Fig. 1 dargestellt, sie unterscheiden sich lediglich in der
Anordnung des Dämpfungselementes. In Fig. 2 ist das Dämpfungs
element 4-2 am inneren Umfang des Reibrings am Übergangsbereich
zwischen dem Halteteil und dem Reibring angebracht. In Fig. 3
ist das Dämpfungselement 4-3 an der gegenüberliegenden Seite
des Reibrings 2-3 angebracht. Die in den Fig. 1 bis 3 darge
stellten Varianten zeichnen sich besonders durch ihren geringen
Platzbedarf des Dämpfungselementes aus.
Die in Fig. 4 dargestellte Bremseinheit 1 weist ein Dämpfungs
element am Halteteil 3-4 auf. In diese Anordnung ist das Dämp
fungselement gut vor den hohen Temperaturen am Reibring
geschützt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung ist
in Fig. 5 dargestellt. Das Dämpfungselement 4-5 ist in einer
Senke 5-5, am äußeren Umfang des Reibrings 2-5 angebracht, die
durch eine Innenbelüftung gebildet wird. Am äußeren Umfang des
Reibrings entstehen die stärksten Schwingungen der Bremsschei
be, weshalb hier das Dämpfungselement die größte Wirkung zeigt.
In den Fig. 6 und 7 sind im Gegensatz zu den vorausgehenden
Figuren Querschnitte zweiteiliger Bremsscheiben dargestellt.
Fig. 6 weist einen Reibring 20 auf, der sich konzentrisch auf
einem Halteteil 22-6 befindet. In eine axiale Richtung ist der
Reibring 20 durch einen Absatz 23 gegen Verschieben gesichert.
In die andere axiale Richtung erfolgt die Sicherung durch einen
Sicherungsring 24-6. Der Sicherungsring 24-6 ist in einer Nut
25-6 im Halteteil 22-6 geführt und drückt den Reibring 20 gegen
den Absatz 23. Der Sicherungsring 24-6 ist tellerfederförmig
ausgebildet und kann durch federnde Wirkung Ausdehnungen des
Reibrings 20 und des Halteteils 22-6 kompensieren.
Auf der dem Reibring abgewandten Seite des Sicherungsrings 24-6
befindet sich ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement 26-6, das
den Sicherungsring 24-6 als tragenden Ring sowie ein Dämpfungs
material 29-6 und einen zweiten Ring 28-6 umfasst. Das Dämp
fungsmaterial 29-6 ist auf dem Sicherungsring 24-6 befestigt,
es ist L-förmig ausgebildet. In dieses L ist der zweite Ring
28-6 eingesetzt.
Die Schwingungen der Bremsscheibe, insbesondere die des Reib
rings 20 werden über den Sicherungsring 24-6 auf das Dämpfungs
material 29-6 des Dämpfungselementes 26-6 übertragen und von
dort auf den zweiten Ring 28-6 weitergeleitet. Die Schwingungs
energie wird im Dämpfungsmaterial 29-6 kompensiert und in Wärme
umgewandelt. Die L-förmige Ausbildung des Dämpfungsmaterials
ermöglicht eine zusätzliche Dämpfung von Schwingungen in radia
ler Richtung.
Der Aufbau der Bremsscheibe 1-7 in Fig. 7 entspricht dem der
Bremsscheibe 1-6 in Fig. 6. Das Dämpfungselement 26-7 ist je
doch nicht am Sicherungsring 24-7 angebracht, sondern auf einem
weiteren Sicherungsring 30, der in einer Nut 31 im Halteteil
22-7 angebracht ist. Dieser ersetzt den in Fig. 6 dargestell
ten Absatz 23, und sichert den Reibring 20 in eine axiale Rich
tung gegen Verschieben. Die Wirkungsweise des
Dämpfungselementes 26-7 ist analog der in Fig. 6 beschriebe
nen.
Neben den dargestellten Dämpfungselementen in den Fig. 6 und
7 können derartige zweiteilige Bremsscheiben zusätzlich Dämp
fungselemente analog den Fig. 1 bis 5 aufweisen. Zudem ist
es möglich, zweiteilige Bremsscheiben mit Dämpfungselementen a
nalog der Fig. 1 bis 5 zu versehen und auf Dämpfungselemente
nach den Fig. 6 und 7 zu verzichten, wenn die konstruktiven
Bedingungen dies erfordern.
Claims (11)
1. Bremsscheibe, die einen Reibring und ein Halteteil umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Reibring und/oder am Halteteil mindestens ein ringförmi
ges Dämpfungselement befestigt ist, wobei das mindestens ei
ne Dämpfungselement folgende Teilelemente umfasst:
- - mindestens einen tragenden Ring, der stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Reibring und/oder dem Hal teteil verbunden ist,
- - mindestens ein ringförmiges Dämpfungsmaterial, das umlau fend mit dem mindestens einen tragenden Ring verbunden ist und
- - das Dämpfungsmaterial berührungsfrei zur Bremsscheibe an geordnet ist.
2. Bremsscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämpfungselement einen zweiten metallischen Ring auf
weist, der umlaufend mit dem Dämpfungsmaterial verbunden
ist und berührungsfrei zum ersten metallische Ring angeord
net ist.
3. Bremsscheibe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämpfungsmaterial den zweiten metallischen Ring ganz o
der teilweise umschließt.
4. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste metallische Ring teilweise in einer Nut in der
Bremsscheibe verläuft.
5. Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Reibring eine Innenbelüftung aufweist.
6. Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Dämpfungselement am äußeren Umfang des
Reibrings axial mittig angebracht ist.
7. Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Dämpfungselement am inneren Umfang des
Reibrings halteteilseitig und/oder mittig und/oder gegenüber
dem Halteteil am Reibring angebracht ist.
8. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Reibring und das Halteteil einzeln dargestellt sind, der
Reibring das Halteteil konzentrisch umgibt und das mindes
tens eine Dämpfungselement an einem Sicherungsring befestigt
ist, der den Reibring und das Halteteil zumindest in eine
Richtung axial gegen Verschieben sichert.
9. Bremsscheibe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherungsring tellerfederförmig ausgestaltet ist.
10. Bremsscheibe nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherungsring in einer umlaufenden Nut im Halteteil
verläuft.
11. Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Reibring aus einem Metall-Keramik-Verbundwerkstoff be
steht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2001125114 DE10125114B4 (de) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | Bremsscheibe mit Dämpfungselement |
Applications Claiming Priority (1)
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DE10125114B4 DE10125114B4 (de) | 2005-07-21 |
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