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Die
Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Eine
derartige Bremsscheibe ist beispielsweise bereits aus der
DE 199 48 009 C1 als
bekannt zu entnehmen und dort einstückig gegossen. Dabei umfasst
die Bremsscheibe einen durch einen Bremsscheibentopf getragenen
Reibring, welcher zwei Reibringteile bzw. Reibringhälften
aufweist. Die beiden Reibringteile sind dabei über eine
Vielzahl von radial verlaufenden Stegen miteinander verbunden, welche im
Anschluss an den Gießvorgang der Bremsscheibe mittig auseinander
gebrochen worden sind. Beide Reibringteile sind dabei über
eine Anbindung einstückig mit dem Bremsscheibentopf verbunden,
so dass sowohl die Reibringteile wie auch der Bremsscheibentopf
aus einem entsprechenden Gussmaterial bestehen. Das partielle Auseinanderbrechen
der beiden Reibringteile bzw. Reibringhälften im Bereich
der radial verlaufenden Stege bewirkt dabei verbesserte dämpfende
Eigenschaften des Reibrings insgesamt.
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Insgesamt
stellt sich bei derartig gegossenen Bremsscheiben die Problematik,
dass diese zwar sehr gute thermische Eigenschaften aufweisen, insbesondere
wenn diese aus Grauguss, beispielsweise GG-15 oder GG-20 bestehen.
Da aber die Festigkeit des Gusswerkstoffs relativ niedrig ist, muss
die Dimensionierung der Wandstärken relativ groß vorgenommen werden.
Dies führt zu einem erhöhten Bremsscheibengewicht
und final auch zu einem erhöhten Energiebedarf, insbesondere
Kraftstoffbedarf, des Kraftfahrzeugs. Eine weitere Problematik besteht
darin, dass aufgrund der im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs entstehenden
Brems- bzw. Reibwärme innerhalb der Bremsscheibe Spannungen
entstehen können, welche durch einen Gusswerkstoff nur bedingt
aufgenommen werden können. Aus diesem Grund ist es allgemein
bereits bekannt, so genannte gebaute Bremsscheiben einzusetzen,
bei welchen der Reibring getrennt von dem Bremsscheibentopf ausgebildet
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsscheibe der eingangs
genannten Art zu schaffen, welche besonders gewichtsgünstig
ausgebildet ist und im Hinblick auf die Bremswärme besonders
günstige Eigenschaften aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsscheibe
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
eine Bremsscheibe zu schaffen, welche besonders gewichtsgünstig
ist und darüber hinaus besonders günstige thermische
Eigenschaften hat, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Bremsscheibentopf und die beiden Reibringteile als separate
Bauteile ausgebildet sind, welche über eine Befestigungsanordnung
miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
zunächst die beiden Reibringteile als vollständig separate
Bauteile zu gestalten, beispielsweise aus einem Gusswerkstoff wie
Grauguss. Der ebenfalls separat zu den beiden Reibringteilen ausgebildete Bremsscheibentopf
kann insbesondere aus einer Stahllegierung, aber gegebenenfalls
auch aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise einer Aluminiumlegierung
oder dergleichen bestehen. Dabei kann insbesondere für
den Bremsscheibentopf ein Werkstoff gewählt werden, welcher
entsprechend günstige thermische Eigenschaften hat, also
beispielsweise Spannungen, welche aufgrund der Bremswärme
im Fahrbetrieb entstehen, besonders gut aufnehmen kann. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass ein entsprechender Werkstoff des Bremsscheibentopfs
gewählt werden kann, welcher eine gegenüber einem Gusswerkstoff
höhere Festigkeit hat, so dass dieser geringer dimensioniert
werden kann. Dies führt insgesamt zu einem geringeren Bremsscheibengewicht und
im Endeffekt auch zu einem geringeren Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs,
insbesondere einem geringeren Kraftstoffverbrauch.
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In
weitere Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn die Befestigungsanordnung, welche den Bremsscheibentopf mit
den beiden Reibringteilen verbindet, eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln,
insbesondere Nietverbindungen umfasst, welche sowohl die beiden
Reibringteile als auch den Bremsscheibentopf durchsetzen. Derartige
Nietverbindungen können besonders zuverlässig
hergestellt werden, so dass eine äußerst zuverlässige,
langlebige und einfache Verbindung zwischen dem Bremsscheibentopf
und den beiden Reibringteilen geschaffen ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Bremsscheibentopf
einen Befestigungsflansch, welcher mittig des Reibrings angeordnet
ist. Auf diese Art und Weise können die beiden Reibringteile
von beiden Seiten her gegen den Befestigungsflansch festgelegt werden,
um hierdurch einen äußerst stabilen Verbund des
Reibrings zu schaffen.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn wenigstens eines der Reibringteile eine
Distanzmittelanordnung auf einer dem Befestigungsflansch des Bremsscheibentopfs
zugewandten Stirnseite aufweist, welche eine Innenbelüftung
des Reibrings bildet. In einer besonders günstigen Ausführungsform
weisen dabei beide Reibringteile eine jeweilige Distanzmittelanordnung
auf der dem Befestigungsflansch zugewandten Stirnseite auf, so dass
beidseitig des Befestigungsflansches das jeweilige Teil Innenbelüftungen
des Reibrings gebildet sind, welche sich zu einer gesamten Innenbelüftung
des Reibrings ergänzen. Insgesamt ist somit erkennbar,
dass durch die Distanzmittelanordnung eine einfach herstellbare
Innenbelüftung des Reibrings geschaffen werden kann.
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Je
nach Anwendungsbereich können die Nietverbindungen durch
Kalt- oder Warmumformung gebildet sein. Ebenfalls je nach Anwendungsbereich können
darüber hinaus auch die Reibringteile jeweils ein- oder
mehrteilig ausgebildet sein.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
Perspektivansicht auf eine teilweise geschnitten dargestellte Bremsscheibe
gemäß der Erfindung, welche einen durch eine Bremsscheibentopf
getragenen Reifring umfasst, welcher zwei Reibringteile aufweist,
die mit dem Bremsscheibentopf als separate Bauteile ausgebildet
und über eine Befestigungsanordnung in Form einer Mehrzahl
von Nietverbindungen miteinander verbunden sind, wobei der Bremsscheibentopf
an einem Flansch einer Radnabe festgelegt ist, und
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2 eine
ausschnittsweise und axiale Schnittansicht durch die Bremsscheibe
gemäß 1, wobei insbesondere die konkrete
Ausgestaltung und Befestigung der Reibringteile an einem Befestigungsflansch
des Bremsscheibentopfs erkennbar ist, und wobei erkennbar ist, dass
die Reibringteile jeweilige Distanzmittelanordnungen auf ihrer dem Befestigungsflansch
zugewandten Stirnseite aufweisen, welche eine Innenbelüftung
des Reibrings bilden.
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In 1 ist
in einer Perspektivansicht eine teilweise geschnitten dargestellte
Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug, im vorliegenden Fall
ein Lastkraftwagen, dargestellt. Die Bremsscheibe umfasst als wesentliche
Bauteile einen Bremsscheibentopf 10, welcher einen Reibring 12 trägt.
Auf seiner dem Reibring 12 abgewandten Seite umfasst der
Bremsscheibentopf 10 einen ringförmigen Befestigungsflansch 14,
welcher mit einem Flansch 16 auf Seiten einer nicht weiter
dargestellten Radnabe verbunden ist. Im Inneren des Bremsscheibentopfs 10 ist
zudem ein im Wesentlichen zylinderförmiges Teil 18 erkennbar,
welches unter Vermittlung des Befestigungsflansches 14 des
Bremsscheibentopfs 10 mit dem Flansch 16 auf Seiten
einer nicht weiter dargestellten Radnabe verbunden ist. Die Fixierung
des Teils 18 und des Bremsscheibentopfs an dem Flansch 16 erfolgt
vorliegend über eine Mehrzahl von radial verteilten Schrauben 20.
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Des
Weiteren ist aus 1 erkennbar, dass der Reibring 12 zwei
Reibringteile 22, 24 umfasst, welche separat zueinander
bzw. zu dem Bremsscheibentopf 10 ausgebildet sind.
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Insbesondere
in Zusammenschau mit 2, welche die Bremsscheibe gemäß 1 in
einer ausschnittsweisen und axialen Schnittansicht zeigt, wird erkennbar,
dass die beiden Reibringteile 22, 24 im Wesentlichen
spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet sind. Zwischen den
beiden Reibringteilen 22, 24 ist ein im Wesentlichen
ringförmiger Befestigungsflansch 26 angeordnet,
welcher von einem zylinderförmigen Grundkörper 28 des
Bremsscheibentopfs 10 radial bzw. senkrecht absteht. Im
vorliegenden Fall ist der Grundkörper 28 und der
Befestigungsflansch 26 einstückig gestaltet. Als
im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist jedoch zu betrachten, dass
der Bremsscheibentopf 10 insgesamt auch mehrteilig ausgebildet
sein kann. Insbesondere können dabei der Befestigungsflansch 26 und
der Grundkörper 28 als separate Bauteile des Bremsscheibentopfs 10 gestaltet
sein. Im vorliegenden Fall besteht der Bremsscheibentopf 10 aus
einem Stahlwerkstoff mit entsprechend günstigen Festigkeitseigenschaften.
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Die
beiden Reibringteile 22, 24 weisen an ihrer jeweils
nach außen gewandten Stirnseite 32 im vorliegenden
Fall eine Ebene, radial bzw. senkrecht zur Mittelachse der Bremsscheibe
abstehende Bremsfläche auf, welche die Bremsflächen
des gesamten Reibrings 12 bilden. Auf ihren jeweiligen, dem
Befestigungsflansch 26 des Bremsscheibentopfs 10 zugewandten
Stirnseiten 34 weisen die beiden Reibringteile 22, 24 jeweils
eine Distanzmittelanorndung 36 auf, auf welcher der jeweilige
Reibringteil 22, 24 am Befestigungsflansch 26 abgestützt
ist. Die beiden Distanzmittelanordnungen 36, welche beispielsweise
als entsprechende Stege, Noppen oder dergleichen ausgebildet sein
können, bilden dabei links und rechts des Befestigungsflansches 26 eine
jeweilige Teilinnenbelüftung, welche sich zur gesamten
Innenbelüftung des Reibrings 12 ergänzt.
Als im Rahme der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass
auch lediglich eines der Reibringteile 22, 24 eine
derartige Distanzmittelanordnung 36 aufweisen könnte.
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Am
radial äußeren Bereich der Reibringteile 22, 24 bzw.
des Befestigungsflansches 26 ist eine Nietverbindung 38 erkennbar.
Am Außenumfang radial verteilt sind dabei eine Vielzahl
derartiger Nietverbindungen 38 einer Befestigungsanordnung 40 vorgesehen,
welche den Bremsscheibentopf 10 bzw. dessen Befestigungsflansch 26 mit
den beiden separat davon gestalteten Reibringteilen 22, 24 fest
verbindet. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es dabei zu
betrachten, dass anstelle der Nietverbindungen 38 auch
andere Befestigungsmittel denkbar wären. Ebenfalls denkbar
wäre es, die einzelnen Befestigungsmittel nicht in einem
radial äußeren Bereich des Befestigungsflansches 26 bzw.
der Reifringteile 22, 24 vorzusehen, sondern radial
weiter nach innen. Im vorliegenden Fall sind die Nietverbindungen 38 durch
Kalt- oder Warmumformung gebildet.
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Die
beiden Reibringteile 22, 24 bestehen vorliegend
aus einem Gusswerkstoff, insbesondere einem Grauguss mit z. B. GG-15
oder GG-20. Natürlich wären auch andere Werkstoffe
denkbar. Demzufolge sind im vorliegenden Fall die jeweiligen Distanzmittelanordnungen 36 einstückig
an den jeweiligen Reibringteil 22 bzw. 24 angeformt.
Hier wäre es jedoch auch denkbar, die einzelnen Stege,
Noppen oder dergleichen als separate Teile vorzusehen. Die beiden Reibringteile 22, 24 sind
im vorliegenden Fall jeweils einteilig ausgebildet. Gleichfalls
wäre es jedoch auch denkbar, die Reibringteile 22, 24 mehrteilig
zu gestalten, beispielsweise in Form von Kreisringsektoren.
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Insbesondere
aus 2 ist zudem erkennbar, dass der Befestigungsflansch 26,
welcher einen Trägerkörper der Reibringteile 22, 24 darstellt,
mittig des Reibrings 12 verläuft. Demzufolge sind
die beiden Reibringteile 22, 24 gleich bzw. spiegelsymmetrisch
ausgebildet.
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Insgesamt
ist somit erkennbar, dass vorliegend eine Bremsscheibe geschaffen
ist, bei welcher die beiden Reibringteile 22, 24 über
die Befestigungsanordnung 40 – gebildet aus der
Vielzahl von Nietverbindungen 38 – mit dem Befestigungsflansch 26 des
Bremsscheibentopfs 10 verbunden sind. Somit kann der Bremsscheibentopf 10 auf
besonders günstige Weise aus einem belastungsgerechten Werkstoff,
beispielsweise einem Stahlwerkstoff geschaffen werden, welcher beispielsweise
gegenüber einem Gusswerkstoff bedeutend geringer dimensioniert
sein kann. Die beiden den Reibring 12 bildenden Reibringteile 22, 24 sind
hingegen aus dem Gusswerkstoff gestaltet, welcher die günstigen
thermischen Eigenschaften aufweist.
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- 10
- Bremsscheibentopf
- 12
- Reibring
- 14,
26
- Befestigungsflansch
- 16
- Flansch
- 18
- Teil
- 20
- Schrauben
- 22,
24
- Reibringteile
- 28
- Grundkörper
- 32,
34
- Stirnseiten
- 36
- Distanzmittelanordnung
- 38
- Nietverbindung
- 40
- Befestigungsanordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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