DE102008035750A1

DE102008035750A1 - Bremsscheibe für Scheibenbremsen

Info

Publication number: DE102008035750A1
Application number: DE200810035750
Authority: DE
Inventors: Ingo Hoffmann; Manfred Pallentien; Armin Hipp; Johann Schmitz
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-02-04

Abstract

Eine Bremsscheibe (1) für Scheibenbremsen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, besteht aus einem Tragteil (7) und zwei Reibringen (2, 3), wobei zwischen den Reibringen (2, 3) Stege (5) angeordnet und zwischen den Stegen (5) zumindest teilweise radial nach außen verlaufende Kühlkanäle (6) gebildet sind. Das Tragteil (7) ist konzentrisch innerhalb der Reibringe (2, 3) angeordnet und die Reibringe (2, 3) sind mittels stiftförmigen Verbindungsgliedern (15) am Tragteil (7) befestigt. Die Verbindungsglieder (15) liegen mit einem Längenabschnitt (L) jeweils in einem einen radialen Absatz (13) aufweisenden Bohrloch (14) der Reibringe (2, 3). Zwischen einem stirnseitigen Ende des Verbindungsgliedes (15) und dem radialen Absatz (13) des Bohrlochs (14) ist ein Federelement (17) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE 101 03 639 A1 ist eine innenbelüftete Bremsscheibe bekannt, die zwei Reibringe mit dazwischen verlaufenden Stegen und durch diese gebildete Kühlkanäle besitzt. Die Bremsscheibe umfasst außerdem ein Tragteil, das konzentrisch innerhalb der Reibringe angeordnet und über Hohlstifte mit den Reibringen verbunden ist. Eine derartige Konstruktion ermöglicht es, die Reibringe und das Tragteil aus unterschiedlichen Werkstoffen zu bilden und den jeweiligen Anforderungen zu entsprechen. Solche Verbundbremsscheiben sind im Hinblick auf den Bremskomfort und das Gewicht vorteilhaft. Bei der bekannten Anordnung werden die Hohlstifte stoffschlüssig mit den Reibringen verbunden oder beim Gießen der Bremsscheiben im Verbundgießverfahren mit eingegossen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Bremsscheibe der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der für die Reibringe und das Tragteil unterschiedliche Werkstoffe benutzt werden können und die Verbindung zwischen den Reibringen und dem Tragteil derart gestaltet ist, dass der Bremskomfort verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung ist es erreicht, dass die Verbindungsglieder in den Reibringen nicht starr an einem Anschlag anliegen, sondern elastische Mittel vorhanden sind, die einen begrenzten Ausgleich in radialer Richtung ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement ein separates Bauteil. Dabei kann das Federelement mindestens eine Tellerfeder umfassen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, eine Schraubendruckfeder einzusetzen, durch die ein längerer Federweg gegeben ist.
Als Verbindungsglieder kommen mehrere Bauteile in Betracht, beispielsweise Bolzen, Stifte oder dergleichen. Als besonders zweckmäßig wird angesehen, dass die Verbindungsglieder Rohre sind. Diese können gleichzeitig als zusätzliche Kühlkanäle dienen. Dabei ist es auch von Vorteil, dass das Federelement einstückig mit dem Rohr ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Federelement als ein dem stirnseitigen Ende des Rohres benachbarter elastischer Abschnitt ausgebildet. Ein solcher elastischer Abschnitt kann durch einen eingeschnürten Bereich des Rohres gebildet sein. Um zusätzlich die Federeigenschaften noch zu erhöhen, ist es vorteilhaft, dass das Federelement einen an dem eingeschnürten Bereich angeformten tellerförmigen Ring umfasst. Auch bei einer Ausführung der Verbindungsglieder als Stifte oder Bolzen ist es möglich, das Federelement einstückig mit diesen auszuführen.
Vorzugsweise ist das Bohrloch zwischen radialen Stegen der Reibringe gebildet. auf diese Weise werden die Verbindungsglieder in ihrer Mantelfläche vollständig umschlossen. Die Stege zur Bildung von Kühlkanälen verlaufen bogenförmig von innen nach außen und sind entgegen der Drehrichtung der Bremsscheibe gekrümmt. Da zwischen den Stegen, die das Bohrloch be grenzen, eine Öffnung vorgesehen ist, kann Luft durch die Rohre in die Kühlkanäle treten.
Das Tragteil umfasst zweckmäßigerweise ein im Wesentlichen scheibenförmiges Innenteil mit einem über einen Konus angeformten axialen Randteil, wobei im Randteil Aussparungen zur Aufnahme von radial innenliegenden Abschnitten der Verbindungsglieder vorgesehen sind. Um Material und Gewicht einzusparen, kann das Randteil schmal bemessen sein und Vorsprünge aufweisen, in denen die Aussparungen vorgesehen sind. Die Verbindungsglieder sind in den Reibringen mechanisch gefügt, wohingegen im Tragteil verschiedene Arten der Aufnahme möglich sind, beispielsweise dass die Verbindungsglieder im Tragteil eingegossen oder mechanisch gefügt sind. Um eine formschlüssige Verbindung zwischen Verbindungsglied und Randteil zu schaffen, kann das Verbindungsteil an seiner innerhalb des Randteils liegenden Mantelfläche eine umlaufende Nut aufweisen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Bremsscheibe sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 einen axialen Schnitt durch eine Bremsscheibe,
2 eine Ansicht der Bremsscheibe in axialer Richtung, wobei an einer Verbindung von Tragteil und Reibringen die Bremsscheibe aufgebrochen bzw. geschnitten dargestellt ist,
3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit III in 2,
4 eine Ausführungsvariante zu 3 mit einer Schraubendruckfeder,
5 eine Ausführungsvariante zu 3 mit einstückig angeformtem elastischen Abschnitt,
6 eine Ausführungsvariante zu 5.
In 1 ist ein axialer Schnitt durch eine Bremsscheibe 1 dargestellt, wegen der Symmetrie allerdings nur bis zu einer Rotationsachse RA. Die Bremsscheibe 1 besteht aus Reibringen 2 und 3, die einstückig mit dazwischen befindlichen Stegen ausgeführt sind, wobei zwischen den Stegen 5 und den Reibringen 2, 3 Kühlkanäle 6 zur Führung eines radial von innen zum äußeren Umfang der Bremsscheibe 1 geführten Kühlluftstromes gebildet sind. Konzentrisch innerhalb der Reibringe 2, 3 befindet sich ein Tragteil 7, das aus einem scheibenförmigen Innenteil 10, einem Konus 8 mit großem Öffnungswinkel und einem in Umfangsrichtung verlaufenden Randteil 9 besteht. Das Randteil 9 weist in regelmäßigen Abständen axiale Vorsprünge 11 auf, in denen radiale Aussparungen 12 vorgesehen sind.
Zur Verbindung der Bremsringe 2, 3 mit dem Tragteil 7 dienen Verbindungsglieder 15, die sich radial durch die Aussparung 12 im Vorsprung 11 und über einen Längenabschnitt L in ein Bohrloch 14 zwischen den Reibringen 2, 3 erstrecken. Das Bohrloch 14 wird von einem radialen Absatz 13 begrenzt und besitzt eine Öffnung 20 zur Verbindung mit dem Kühlkanal 6. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist als Verbindungsglied 15 ein Rohr 16 vorgesehen, es könnten aber auch andere Bauelemente in Betracht kommen wie Stifte, Bolzen oder dergleichen. Der Einsatz von Rohren 16 als Verbindungsglieder 15 hat den Vorteil, dass diese gleichzeitig ebenfalls Kühlkanäle 25 bilden, die in einen der Kühlkanäle 6 münden.
Zwischen dem radial äußeren Ende des Rohres 16 und dem radialen Absatz 13 des Bohrlochs 14 ist ein Federelement 17 angeordnet, um einen Abstand bzw. elastischen Ausgleich zwischen dem Absatz 13 und dem Rohr 16 zu erreichen. Das Rohr 16 durchragt mit einem Abschnitt 19 das Randteil 9 vollständig. Am radial äußeren Umfang des Randteils 9 sind die Aussparungen 12 umgebende Ringwülste 26 vorgesehen, die eng an dem Rohr 16 anliegen. Der Abschnitt 19 weist an seiner Mantelfläche eine Ringnut 18 auf, in die das Material des Randteils 9 eingreift, so dass ein Formschluss gegeben ist.
Die 2 zeigt eine Ansicht der Bremsscheibe 1 in axialer Richtung mit Blick auf den Reibring 3, wobei an einer Verbindung von Tragteil 7 und Reibring 3 die Bremsscheibe 1 aufgebrochen bzw. im Schnitt dargestellt ist. Insgesamt sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwölf Verbindungen zwischen Tragteil 7 und Reibring 3 vorgesehen, je nach Gestaltung der Bremsscheibe kann die Anzahl der Verbindungen variiert werden. Das Tragteil 7 umfasst das Innenteil 10, den Konus 8 und das Randteil 9, an letzterem sind die zwölf Vorsprünge 11 ausgebildet. Der in 2 oberste Vorsprung 11 ist geschnitten dargestellt, ebenso das darin befestigte Rohr 16, das mit seinem in 1 gezeigten Längenabschnitt L zwischen radialen Stegen 4 spielfrei aufgenommen ist. Diese radialen Stege 4 erstrecken sich zwischen den Reibringen 2 und 3.
Das zwischen den Stegen 4 gebildete Bohrloch 14 hat einen kreisförmigen Querschnitt, der dem Außendurchmesser des Rohres 16 angepasst ist. In dem aufgebrochenen Bereich sind teilweise die Rippen 5 zu sehen, die in dem axialen Abstand zwischen den in 1 dargestellten Reibringen 2 und 3 vorhanden sind, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel die Rippen 5 bogenförmig von innen nach außen verlaufen. Die Krümmung ist dabei entgegen der Drehrichtung der Bremsscheibe 1. Zwischen den Reibringen und den Stegen 5 sind die Kühlkanäle 6 gebildet. Da am radial äußeren Ende der Stege 4 die Öffnung 20 vorgesehen ist, dient auch das Rohr 16 als Kühlluftkanal 25, der in einen der Kühlkanäle 6 mündet.
Die 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit III in 2, woraus die radial äußeren Bereiche der beiden radialen Stege 4 ersichtlich sind. Am radial äußeren Ende der Stege 4 weisen diese rechtwinkelig zu einer Mittelachse M des Rohres 16 verlaufende Vorsprünge 27 auf, zwischen denen die Öffnung 20 gebildet ist, und die ebenso einen radialen Absatz 13 aufweisen wie das Bohrloch 14 in 1. Zwischen dem stirnseitigen Ende des Rohres 16 und den Vorsprüngen 27 befindet sich das Federelement 17 in Form einer Tellerfeder 21, durch die der Abstand zwischen dem radialen Absatz 13 und dem Rohr 16 bestimmt wird. Zwischen den Stegen 4 und den in 1 gezeigten Reibringen 2, 3 wird somit das Bohrloch 14 gebildet, in das das Rohr 16 eingebracht ist.
In 4 ist eine Ausführungsvariante zu 3 gezeigt. Dabei ist das Rohr 16 zwischen den Stegen 4 gehalten und zwischen dem stirnseitigen Ende des Rohres 16 und den Vorsprüngen 27, die den radialen Absatz 13 bilden, ist als Federelement 17 eine Schraubendruckfeder 22 angeordnet, durch die das Rohr 16 an den Vorsprüngen 27 elastisch abgestützt ist. Der Abstand zwischen dem Rohr 16 und den Vorsprüngen 27 ist dabei wesentlich größer als beim Ausführungsbeispiel der 3. Zwischen den Vorsprüngen 27 befindet sich die Öffnung 20.
Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante zu 3. Dabei sind an den Vorsprüngen 27 am Ende der Stege 4 zwei radiale Absätze 30, 31 vorhanden, die bezogen auf die Längsachse M des Rohres 16 einen Abstand zueinander aufweisen. Das Rohr 16 weist benachbart zu seinem Ende einen eingeschnürten Bereich 23 auf, wobei ein am Ende des Rohres 16 gebildeter Flansch 29 an dem radialen Absatz 30 anliegt. Der eingeschnürte Bereich 23 hat auf Grund der geringen Materialstärke die elastischen Eigenschaften eines Federelementes 17, so dass der äußere Umfang des Flansches 29 bei entsprechender Kraftbeaufschlagung in Richtung auf das Rohr 16 bewegt werden kann.
In 6 ist eine Ausführungsvariante zu 5 gezeigt, bei der an den Vorsprüngen 27 ein radialer Absatz 28 gebildet ist. Das Rohr 16 weist einen eingeschnürten Bereich 23 auf, an dem ein tellerförmiger Ring 24 angeformt ist. Der sich konisch nach außen erweiternde Ring 24 liegt an dem radialen Absatz 28 an. Bei Kraftbeaufschlagung in Längsrichtung des Rohres 16 ist auf Grund der elastischen Eigenschaften des eingeschnürten Bereiches 23 und des tellerförmigen Ringes 24 die Wirkung eines Federelementes 17 gegeben.
Die Verbindung der Reibringe 2, 3 mit dem Tragteil 7 mittels Verbindungsgliedern 15 in Form von Stiften, Bolzen oder Rohren 16 kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Verbindungsglieder bzw. Rohre werden unter Zwischenschaltung des Federelementes 17 in das Bohrloch 14 eingesteckt, so dass das Federelement 17 an dem radialen Absatz 13, 28, 30 anliegt. Das Einführen der Verbindungsglieder kann durch die Aussparungen 12 des Randteils 9 in die Bohrlöcher 14 erfolgen, wenn eine entsprechende Ausrichtung der Aussparungen und Bohrlöcher gegeben ist. Es ist jedoch auch möglich, die Verbindungsglieder in die Bohrlöcher einzusetzen, dann die Reibringe mit den Verbin dungsgliedern in eine Gießform einzulegen und das Tragteil zu gießen, wobei die Verbindungsglieder von dem Material des Tragteils bzw. dessen axialen Vorsprüngen umschlossen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10103639 A1 [0002]

Claims

Bremsscheibe (1) für Scheibenbremsen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Tragteil (7) und zwei Reibringen (2, 3), wobei zwischen den Reibringen (2, 3) Stege (5) angeordnet und zwischen den Stegen (5) zumindest teilweise radial nach außen verlaufende Kühlkanäle (6) gebildet sind und wobei das Tragteil (7) konzentrisch innerhalb der Reibringe (2, 3) angeordnet und die Reibringe (2, 3) mittels stiftförmigen Verbindungsgliedern (15) am Tragteil (7) befestigt sind, wobei die Verbindungsglieder (15) mit einem Längenabschnitt (L) jeweils in einem einen radialen Absatz (13, 28, 30) aufweisenden Bohrloch (14) der Reibringe (2, 3) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem stirnseitigen Ende des Verbindungsgliedes (15) und dem radialen Absatz (13, 28, 30) des Bohrlochs (14) ein Federelement (17) angeordnet ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) ein separates Bauteil ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) mindestens eine Tellerfeder (21) umfasst.
Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) eine Schraubendruckfeder (22) ist.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsglied (15) ein Rohr (16) ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) einstückig mit dem Rohr (16) ausgebildet ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) ein dem stirnseitigen Ende des Rohres (16) benachbarter elastischer Abschnitt ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Abschnitt durch einen eingeschnürten Bereich (23) des Rohres (16) gebildet ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) einen an dem eingeschnürten Bereich (23) angeformten tellerförmigen Ring (24) umfasst.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsglied (15) ein Stift oder Bolzen ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement einstückig mit dem Stift oder Bolzen ausgebildet ist.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch (14) zwischen radialen Stegen (4) der Reibringe (2, 3) gebildet ist.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (5) zur Bildung von Kühlkanälen (6) bogenförmig von innen nach außen und entgegen der Drehrichtung der Bremsscheibe gekrümmt verlaufen.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (7) ein im Wesentlichen scheibenförmiges Innenteil (10) mit einem über einen Konus (8) angeformten axialen Randteil (9) umfasst, wobei im Randteil (9) Aussparungen (12) zur Aufnahme von radial innenliegenden Abschnitten (19) der Verbindungsglieder (15, 16) vorgesehen sind.
Bremsscheibe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Randteil (9) axiale Vorsprünge (11) aufweist, in denen die Aussparungen (12) vorgesehen sind.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsglieder (15, 16) in den Reibringen (2, 3) mechanisch gefügt sind.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsglieder (15, 16) im Tragteil (7) eingegossen oder mechanisch gefügt sind.
Bremsscheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsglied (15, 16) an seiner innerhalb des Randteils (9) liegenden Mantelfläche eine umlaufende Nut (18) aufweist.