DE10159799A1

DE10159799A1 - Mehrteilige Bremsscheibe für ein Kraftfahrfzeug

Info

Publication number: DE10159799A1
Application number: DE2001159799
Authority: DE
Inventors: Rudolf Thiel; Juergen Bauer; Hans-Peter Metzen; Stefan Heinz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2003-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrteilige Bremsscheibe (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem achsfesten Halteteil (2), an dem wenigstens ein Reibring (4) in Umfangsrichtung formschlüssig sowie lösbar befestigt ist, wobei zur Bremsumfangskraftübertragung am Halteteil (2) und am Reibring (4) einander zugehörige Kraftübertragungsflächen (14, 15) ausgebildet sind. Zur Erleichterung der Montier- bzw. Demotierbarkeit des Reibringes (4) ist wenigstens ein Befestigungselement (3, 30, 33, 37) vorgesehen, das den Reibring (4) mit dem Halteteil (2) verbindet, das sich jeweils mit zumindest einem Abschnitt (32) zwischen den einander zugehörigen Kraftübertragungsflächen (14, 15) erstreckt und das den Reibring (4) unter Vorspannung am Halteteil (2) verrastet, wobei das Befestigungselement (3, 30, 33, 37) am Reibring (4) oder am Halteteil (2) vormontierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrteilige Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit einem achsfesten Halteteil, an dem wenigstens ein Reibring in Umfangsrichtung formschlüssig sowie lösbar befestigt ist.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 195 05 112 A1 eine Bremsscheibe für Kraftfahrzeug-Scheibenbremsen bekannt, die ein am Fahrzeugrad befestigtes Halteteil und einen mit dem Halteteil verbundenen Reibring umfasst. Reibring und Halteteil bestehen aus Gussmaterial und sind in Umfangsrichtung formschlüssig miteinander verbunden. Zwischen Reibring und Halteteil ist ein Einlegeteil eingegossen, das eine direkte Berührung von Halteteil und Reibring verhindert, jedoch eine geringfügige axiale Relativverschiebung des Reibringes gegenüber dem Halteteil ermöglicht. Eine solche Bremsscheibe erlaubt zwar die separate Auslegung und Herstellung von Halteteil und Reibring, allerdings ist der Reibring unlösbar mit dem Halteteil verbunden. Dies erhöht den Montageaufwand beispielsweise bei Reparatur- und Wartungstätigkeiten.

Darüber hinaus offenbart die DE 197 38 881 A1 eine Bremsscheibenanordnung mit einem achsfesten Flansch und einem lösbar am Flansch befestigten Reibring. Zur Übertragung von Bremsumfangskräften ist zwischen dem Flansch und dem Reibring eine formschlüssige Verzahnung ausgebildet. Der axial montierbare Reibring wird auf den Flansch bis zu einem festen Anschlag aufgeschoben und kann dann mittels eines axial elastischen Befestigungsringes in einer Vormontageposition fixiert werden. Die endgültige axiale Reibringbefestigung erfolgt über die am Flansch verschraubte Radfelge, die den Reibring zusammen mit dem Befestigungsring axial gegenüber dem Flansch verspannt. Der Befestigungsring reicht demnach alleine nicht aus den Reibring für den Bremsenbetrieb am Flansch sicher zu befestigen. Die Radfelge mit Befestigungsschrauben ist als weiteres Befestigungsmittel erforderlich. Darüber hinaus ist es fertigungstechnisch äußerst schwierig zwischen Halteteil und Reibring eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verzahnung auszubilden ohne ein allzu großes Spiel zuzulassen.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung, eine mehrteilige Bremsscheibe für Kraftfahrzeuge mit Halteelement, Reibring und wenigstens einem Befestigungselement anzugeben, die einfach montier- bzw. demontierbar ist und eine komfortable Übertragung von Bremsumfangskräften erlaubt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mehrteilige Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit einem achsfesten Halteteil, an dem wenigstens ein Reibring in Umfangsrichtung formschlüssig sowie lösbar mittels wenigstens eines Befestigungselementes befestigt ist. Das Halteteil ist naben- bzw. flanschartig gestaltet und verdrehfest mit einer Fahrzeugachse verbunden. Zur Bremsumfangskraftübertragung sind am Halteteil und am Reibring einander zugehörige Kraftübertragungsflächen vorgesehen, die beispielsweise als Bestandteil einer Verzahnung zwischen Halteteil und Reibring ausgebildet sind. Eine solche Verzahnung bewirkt eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung des Reibringes am Halteteil, wodurch auch auftretende Bremsumfangskräfte übertragen werden können. Das wenigstens eine Befestigungselement verbindet den Reibring mit dem Halteteil, indem der Reibring mittels des Befestigungselementes unter axialer Vorspannung am Halteteil verrastet wird. Dabei ist das Befestigungselement grundsätzlich am Reibring oder am Halteteil vormontierbar, wodurch eine sehr montagefreundliche Anordnung entsteht. Weiterhin erstreckt sich das Befestigungselement jeweils mit zumindest einem Abschnitt zwischen den einander zugehörigen Kraftübertragungsflächen und ist damit an der Bremsumfangskraftübertragung direkt beteiligt. Das Befestigungselement verhindert zumindest an den Kraftübertragungsflächen eine direkte Berührung von Reibring und Halteteil und unterdrückt damit das Auftreten von Korrosion vor allem bei Verwendung unterschiedlicher Materialien für Reibring und Halteteil. Weiterhin erlaubt das zwischen den Kraftübertragungsflächen liegende Befestigungselement eine nahezu spielfreie oder nur mit geringem Spiel behaftete Auslegung der Verzahnung. Dies verbessert das Komfortverhalten der Bremsscheibe während der Übertragung der Bremsumfangskräfte.

Eine vorteilhafte Ausführung der mehrteiligen Bremsscheibe wird dadurch erreicht, dass das Befestigungselement in einer Vormontageposition mittels Klammerabschnitten lösbar mit dem Reibring verbunden ist, wobei die Klammerabschnitte kraft- bzw. formschlüssig am Reibring anliegen. Damit wird das Befestigungselement bei der Reibringmontage zunächst an diesem vormontiert und anschließend zusammen mit dem Reibring am Halteteil verrastet. Dies vereinfacht die Montage und erleichtert auch den Wechsel des Befestigungselements jeweils zusammen mit dem Reibring. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit das Befestigungselement innerhalb einer Vormontageposition zunächst am Halteteil zu verklemmen und dann den Reibring zu verrasten.

Eine bevorzugte Variante der Reibringbefestigung ergibt sich dadurch, dass der Reibring axial einerseits an einem festen Anschlag des Halteteils abgestützt ist und gegenüberliegend mit wenigstens einer elastischen Lasche axial formschlüssig am Halteteil verrastet ist. Damit ist der Reibring einerseits exakt gegenüber dem Halteteil positioniert und andererseits besteht aufgrund der Verrastung unter Federvorspannung noch ein definierter axialer Bewegungsspielraum für den Reibring. Dadurch ergeben sich im Bremsenbetrieb Funktionsvorteile. Eine alternative Ausführung sieht vor, dass der Reibring axial über das Befestigungselement am festen Anschlag des Halteteils abgestützt ist. Damit liegt das Befestigungselement am festen Anschlag an, wobei der Reibring infolge der Klammerbefestigung des Befestigungselementes indirekt gegenüber dem Halteteil positioniert ist. Eine direkte Berührung zwischen Reibring und Halteteil im Bereich des festen Anschlags wird somit vermieden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der mehrteiligen Bremsscheibe wird dadurch erreicht, dass mehrere Befestigungselemente zur Bildung einer Baueinheit miteinander verbunden sind. Dies reduziert den erforderlichen Bauteilaufwand. Gemäß einer weiterentwickelten Variante sind so viele Befestigungselemente miteinander verbunden, dass ein einteiliger Befestigungsring entsteht, der aus Gründen der Montierbarkeit geschlitzt ausgebildet ist.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen in den Figuren zu entnehmen und werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigt/zeigen:
Fig. 1 drei Ansichten einer mehrteiligen Bremsscheibe für Kraftfahrzeuge mit mehreren über den Umfang verteilten Befestigungselementen zwischen einem Reibring und einem achsfesten Halteteil;
Fig. 2 eine Teilansicht der in Umfangsrichtung formschlüssigen Verbindung von Halteteil und Reibring;
Fig. 3 eine räumliche Ansicht eines Reibringes mit vormontierten Befestigungselementen;
Fig. 4 eine Ansicht einer aus zwei Befestigungselementen bestehenden Baueinheit;
Fig. 5 eine Ansicht eines eine Vielzahl von Befestigungselementen aufweisenden Befestigungsringes;
Fig. 6-7 zwei Ansichten einer weiteren Variante der mehrteiligen Bremsscheibe.
Die in den Figuren gezeigte mehrteilige Bremsscheibe 1 für Kraftfahrzeuge umfasst ein achsfestes Halteteil 2, an dem über mindestens ein Befestigungselement 3 ein Reibring 4 in Umfangsrichtung formschlüssig befestigt ist. Derartige mehrteilige Bremsscheiben 1 eröffnen die Möglichkeit die einzelnen Komponenten getrennt voneinander jeweils gezielt auszulegen und herzustellen. Insbesondere können für das Halteteil 2 und den Reibring 4 anwendungsbezogen unterschiedliche Werkstoffe Verwendung finden.
Das naben- bzw. flanschartige Halteteil 2 ist verdrehfest mit einer Fahrzeugachse verbunden und bietet insbesondere auf der radialen Innenseite eine Aufnahme für eine nicht gezeigtes Radlager. Als multifunktional ausgelegtes Bauteil umfasst das Halteteil 2 weiterhin einen Flansch 5 zur Befestigung einer nicht gezeigten Radfelge und mehrere über den Umfang verteilte Haltearme 6, an denen der Reibring befestigt ist.
Der Reibring 4 dient dem tribologischen Zusammenwirken mit nicht dargestellten Bremsbelägen, die beiderseits des Reibringes 4 angeordnet sind und bei einer Bremsbetätigung in Reibanlage mit Reibflächen 7 des Reibringes 4 gebracht werden. Zur in Umfangsrichtung formschlüssigen Verbindung von Halteteil 2 und Reibring 4 ist zwischen diesen eine Verzahnung ausgebildet. Dazu sind an den Haltearmen 6 radial nach außen vorstehende Zähne 8 und entsprechend am Reibring 4 zugehörige, radial nach innen geöffnete Ausnehmungen 9 angeformt. Im fertig montierten Zustand erstrecken sich die Zähne 8 in die zugehörigen Ausnehmungen 9 und gestatten somit die Übertragung von Bremsumfangskräften. Zwischen den Zähnen 8 eines Haltearmes 6 sind jeweils radiale Vorsprünge 10 ausgebildet, an denen der aufgeschobene Reibring 4 axial zentriert wird. Dabei sind am Reibring 4 über den Umfang verteilt entsprechende Absätze 12 vorgesehen, die zur Zentrierung an den Vorsprüngen 10 anliegen. Damit ist zunächst die bezogen auf das Halteteil 2 koaxiale Positionierung des Reibringes 4 gewährleistet. Gemäß Fig. 1 ist außerdem an jedem Vorsprung 10 eine axial fester Anschlag 11 für den Reibring 4 ausgebildet. Am Anschlag 11 liegt jeweils ein Absatz 12 des Reibrings 4 an, wodurch der Reibring 4 auch axial positionsgenau am Halteteil 2 fixiert wird.
Zwischen dem Halteteil 2 und dem Reibring 4 sind gemäß Fig. 1 mehrere Befestigungselemente 3 angeordnet, die gleichmäßig über den Umfang des Halteteiles 2 verteilt sind. Jedes Befestigungselement 3 weist im wesentlichen zwei Klammerabschnitte 31 und einen Kraftübertragungsabschnitt 32 auf, die einstückig miteinander verbunden sind. Jeder Klammerabschnitt 31 umfasst Klammern 34, die den Reibring 4 am radialen Innendurchmesser umgreifen und somit das Befestigungselement 3 am Reibring 4 halten. Der Kraftübertragungsabschnitt 32 erstreckt sich formschlüssig in die Verzahnung 8, 9 zwischen Halteteil 2 und Reibring 4 und ist damit direkt an der Übertragung der Umfangskräfte beteiligt. Der Kraftübertragungsabschnitt 32 verhindert eine direkte Berührung von Reibring 4 und Halteteil 2 und wirkt sich folglich positiv auf die Vermeidung von Korrosion aus.
Zur einfachen Befestigung des Reibringes 4 am Halteteil 2 sind an die Befestigungselemente 3 jeweils axial elastische Laschen 35 angeformt, die der einfachen Verrastung an einem Hinterschnitt 13 des Halteteiles 2 dienen. Fig. 3 zeigt einen Reibring 4 mit vormontierten Befestigungselementen 3. Die Klammern 34 umgreifen den Innendurchmesser des Reibringes 4 und bilden durch Federvorspannung eine Klemmverbindung zwischen Befestigungselement 3 und Reibring 4. Die Kraftübertragungsabschnitte 32 liegen jeweils formschlüssig in den Ausnehmungen 9 des Reibringes 4 an. Ein derartig vormontierter Reibring 4 mit Befestigungselementen 3 kann durch einfaches axiales Aufschieben auf dem Halteteil 2 verrastet werden. Gegebenenfalls kann es dazu erforderlich sein die Laschen 35 durch axialen Druck in die zugehörigen Hinterschnitte 13 einrasten zu lassen.
Fig. 2 ist ein Ausschnitt einer mehrteiligen Bremsscheibe 1 im fertig montierten Zustand des Reibringes 4 am Halteteil 2 zu entnehmen. Die Befestigungselemente 3 erstrecken sich innerhalb der Verzahnung zwischen dem Halteteil 2 und dem Reibring 4. Dabei liegt der Kraftübertragungsabschnitt 32 jeweils zwischen dem Zahn 8 und der zugehörigen Ausnehmung 9 und verhindert eine direkte Berührung von Reibring 4 und Halteteil 2. Insbesondere erstreckt sich der Kraftübertragungsabschnitt 32 zwischen einander zugehörigen Kraftübertragungsflächen 14, 15 am Reibring 4 bzw. Halteteil 2. Demnach erfolgt die Übertragung der Bremsumfangskräfte über die Kraftübertragungsabschnitte 32. Die einzelnen Befestigungselemente 3 sind geometrisch gleich gestaltet und als Blechbauteile ausgebildet. Dadurch sind die Befestigungselemente 3 einfach und kostengünstig herstellbar.
Fig. 4 zeigt eine zweite Variante des Befestigungselementes 30, das als einteilige Baueinheit mehrere, insbesondere zwei, einzelne Befestigungselemente 3 aufweist. Die einzelnen Befestigungselemente 3 umfassen jeweils die bereits beschriebenen Klammerabschnitte 31 sowie Kraftübertragungsabschnitte 32 und sind über einen Verbindungsabschnitt 36 zu einer einteiligen Baueinheit 30 zusammengefügt. Dabei ist die aus mehreren Befestigungselementen 3 bestehende Baueinheit 30 separat handhabbar und vereinfacht damit die Montage.
In Fig. 5 ist eine weiterentwickelte Ausführung gezeigt, nach der eine Vielzahl einzelner Befestigungselemente 3 zu einem einteiligen Befestigungsring 33 verbunden ist. Dazu verlaufen zwischen den einzelnen Befestigungselementen 3 Verbindungsabschnitte 36. Zur leichteren Herstellung und Montierbarkeit ist der Befestigungsring 33 nicht durchgängig sondern geschlitzt ausgebildet.
Die für alle Varianten des Befestigungselementes 3, 30, 33 vorgesehenen axial elastischen Laschen 35 sorgen für eine axial vorgespannte Befestigung des Reibringes 4 am Halteteil 2. Diese Art der Befestigung gewährleistet eine exakte Positionierung des Reibringes 4 sowie eine definierte axiale Verschiebbarkeit des Reibringes 4 gegenüber dem Halteteil 2.
Den Fig. 6-7 ist eine alternative Ausführung der Verzahnung bzw. der Befestigungselemente 37 zu entnehmen. Dabei ist der axiale Anschlag 21 am Halteteil 2 nicht am Vorsprung 10 für die Reibringzentrierung sondern vielmehr jeweils am Zahn 8 ausgebildet. Jeder Zahn 8 besitzt dazu eine radiale Stufe 22 die als fester axialer Anschlag 21 für den Reibring 4 dient. Als weitere Besonderheit liegt nicht der Reibring 4 direkt am Anschlag 21 an. Vielmehr bildet jede Stufe 22 einen axialen Anschlag 21 für das zugehörige Befestigungselement 37, das sich einseitig am Anschlag 21 und gegenüberliegend über die Lasche 35 am Hinterschnitt 13 des Halteteils 2 abstützt. Dadurch ist die Reibringzentrierung von des axialen Reibringpositionierung entkoppelt.
Ergänzend zur Darstellung nach Fig. 3 sind selbstverständlich auch Ausführungen des Befestigungselementes möglich die nicht am Reibring 4 sondern am Halteteil 2 vormontiert werden.
Zur Demontage des Reibringes 4 vom Halteteil 2 müssen die verrasteten Laschen 35 jeweils aus dem Hinterschnitt gelöst werden. Je nach Gestaltung des Befestigungselementes 3, 30, 33, 37 werden die Laschen 35 dabei gegebenenfalls zerstört. Es sind jedoch auch Bauformen denkbar, bei denen die Laschen nur radial aufgeweitet werden. Anschließend kann der Reibring 4 problemlos axial vom Halteteil 2 abgezogen werden.

Claims

1. Mehrteilige Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit einem achsfesten Halteteil (2), an dem wenigstens ein Reibring (4) in Umfangsrichtung formschlüssig sowie lösbar befestigt ist, mit einander zugehörigen Kraftübertragungsflächen (14, 15) am Halteteil (2) und am Reibring (4) zur Bremsumfangskraftübertragung und mit wenigstens einem Befestigungselement (3, 30, 33, 37), das den Reibring (4) mit dem Halteteil (2) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Befestigungselement (3, 30, 33, 37) jeweils mit zumindest einem Abschnitt (32) zwischen den einander zugehörigen Kraftübertragungsflächen (14, 15) erstreckt und den Reibring (4) unter Vorspannung am Halteteil (2) verrastet, wobei das Befestigungselement (3, 30, 33, 37) am Reibring (4) oder am Halteteil (2) vormontierbar ist.

2. Mehrteilige Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (3, 30, 33, 37) in einer Vormontageposition mittels Klammerabschnitten (31, 34) lösbar mit dem Reibring (4) verbunden ist, wobei die Klammerabschnitte (31, 34) kraft- bzw. formschlüssig am Reibring (4) anliegen.

3. Mehrteilige Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (4) axial einerseits an einem festen Anschlag (11, 21) des Halteteils (2) abgestützt ist und gegenüberliegend mit wenigstens einer elastischen Lasche (35) axial formschlüssig am Halteteil (2) verrastet ist.

4. Mehrteilige Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (4) axial über das Befestigungselement (37) am festen Anschlag (21) des Halteteils (2) abgestützt ist.

5. Mehrteilige Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Befestigungselemente (3) zur Bildung einer Baueinheit (30, 33) miteinander verbunden sind.