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Die
Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse
eines Kraftwagens mit dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige
zweiteilige Bremsscheiben, welche aus einem getrennten Bremsscheibentopf
und einem Reibring bestehen, sind dem Stand der Technik als allgemein
bekannt zu entnehmen. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2005 015 502 B3 eine
innenbelüftete Bremsscheibe, bei welcher Reibring und Bremsscheibentopf über
Gewindestiften miteinander verbunden sind. Derartige Bremsscheiben
sind nachteiligerweise aufwändig in ihrer Herstellung,
da sowohl der Topf als auch Reibring nach dem Tiefziehen beziehungsweise
Gießen noch spanend nachbehandelt werden müssen.
Insbesondere muss für solche Gewindestiftanordnungen in
beiden Bauteilen ein Gewinde geschnitten werden. Durch den engen
Kontakt zwischen Reibring und Bremsscheibentopf bei bekannten mehrteiligen
Bremsscheiben kommt es zudem zu einem relativ hohen Wärmeübergang
zwischen dem Reibring und dem Bremsscheibentopf im Bremsbetrieb,
was zum Verziehen des Bremsscheibentopfes und damit einhergehenden
Vibrations- und Körperschallproblemen führen kann.
Die Verwendung von Gewindebolzen stellte zudem hohe Anforderungen
an die Zugänglichkeit des Fügebereichs zwischen
Bremsscheibentopf und Reibring, da die Gewindebolzen mit einem Werkzeug
zum Einschrauben der Gewindebolzen erreichbar sein müssen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Bremsscheibe
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiterzuentwickeln,
dass eine verbesserte Fügeverbindung zwischen Reibring
und Bremsscheibentopf bereitgestellt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bremsscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Eine
derartige Bremsscheibe für eine Scheibenbremse des Kraftwagens
umfasst einen Bremsscheibentopf und einen Reibring, welche über
wenigstens ein stiftförmiges Befestigungsmittel miteinander
verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das stiftförmige Befestigungsmittel unter Aufweitung
einer axial verlaufenden Durchtrittsöffnung des Bremsscheibentopfes
in diese eingesetzt ist.
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Auf
eine spanende Nachbearbeitung von Bremsscheibentopf und/oder Reibring,
beispielsweise das Schneiden eines Gewindes, also verzichtet werden.
Dies verbilligt die Bremsscheibe in ihrer Herstellung. Die Verbindung
zwischen Befestigungsmittel und Bremsscheibentopf beruht auf einem
Formschluss, der die Aufweitung der Durchtrittsöffnung beim
Einsetzen des Befestigungsmittels entsteht.
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Zum
Herstellen der Verbindung werden Bremsscheibentopf und Reibring
mit Hilfe einer Matrize zueinander orientiert und die Befestigungsmittel durch
die Durchtrittsöffnungen gesteckt, wodurch sie fest mit
dem Bremsscheibentopf verbunden werden. Der Reibring ist hingegen
schwimmend auf den Befestigungsmitteln gelagert, sodass thermische
Verzüge ausgeglichen werden können.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Art der Verbindung von Bremsscheibentopf
und Reibring ist es zudem möglich, einen radialen Abstand
zwischen Bremsscheibentopf und Reibring vorzusehen. Im Bremsbetrieb
anfallende Wärme wird somit vom Reibring nur über
die Befestigungsmittel auf dem Bremsscheibentopf übertragen,
sodass sich ein sehr geringer Wärmefluss einstellt. Verzüge
des Bremsscheibentopfes selbst werden dadurch vermieden. Durch die
Beabstandung kommt es zudem zu einer verbesserten Luftzirkulation
um den Reibring herum, sodass Reibungswärme sofort abgeführt
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf einer
dem Reibring abgewandten Mantelfläche des Bremsscheibentopfes
eine radiale, die Durchtrittsöffnung ergebende Vertiefung
zur Aufnahme eines Kopfbereiches des Befestigungsmittels vorgesehen.
Durch den zusätzlichen Formschluss zwischen Kopfbereich
und Aufnahme wird die Halterung des Befestigungsmittels am Bremsscheibentopf
weiter verbessert.
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Auf
einer dem Reibring zugewandten Mantelfläche des Bremsscheibentopfes
ist weiterhin bevorzugt ein radial abragender, die Durchtrittsöffnung umgebender
Kragen vorgesehen. Dieser kann sich beim Einstecken des Befestigungsmittels
besonders einfach aufweiten und stellt so den Formschluss zwischen
Bremsscheibentopf und Befestigungsmittel her.
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Fertigungstechnisch
ist ein derartiger Kragen besonders einfach herzustellen. Dies kann
gegebenenfalls schon im Tiefziehwerkzeug selbst erfolgen.
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Zwischen
dem Kopfbereich und einem Schaftbereich des Befestigungsmittels
ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine
Einschnürung vorgesehen. Diese verbessert den Formschluss
zwischen Bremsscheibentopf und Befestigungsmittel weiter, sodass
sich eine besonders haltbare Verbindung der Einzelteile der Bremsscheibe ergibt.
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Bremsscheibentopf
und Befestigungsmittel sind in einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung aus Stahl ausgebildet. Der Reibring ist dabei wie üblich
bevorzugt aus Gusseisen gefertigt. Hierdurch ergeben sich keine
Probleme durch elektrochemischer Korrosion oder dergleichen, welche
bei der Verwendung von Aluminiumbauteilen auftreten würden.
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Im
Folgenden soll der Erfindung und die daraus resultierenden Ausführungsformen
anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
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1a), b) unterschiedliche perspektivische Ansichten
eines Stahlstiftes zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe,
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2a), b) unterschiedliche perspektivische Ansichten
einer Wandung eines Bremsscheibentopfes zur Verwendung in einem
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Bremsscheibe und
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3a), b) unterschiedliche perspektivische Ansichten
eines Bremsscheibentopfes mit gefügtem Stahlstift für
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Bremsscheibe.
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In
dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Bremsscheibe wird ein Stahlstift 10 verwendet,
um einen aus gezogenem Stahlblech bestehenden Bremsscheibentopf 12 mit
einem Reibring aus Grauguss zu fügen. Hierzu werden zunächst
Bremsscheibentopf 12 und Reibring mittels einer Matrize
gegeneinander orientiert, sodass Durchtrittsöffnungen 14 des
Bremsscheibentopfes in Überdeckung mit Aufnahmeöffnungen
des hier nicht gezeigten Reibringes kommen. Die Durchtrittsöffnungen 14 sind
in der Mantelwandung 16 des Bremsscheibentopfes 12 angeordnet. Auf
der dem Reibring abgewandten Mantelfläche 18 der
Mantelwandung 16 des Bremsscheibentopfes 12 sind
die Durchtrittsöffnungen von einer rechteckigen Vertiefung 20 umgeben.
Auf der dem Reibring zugewandten Mantelfläche 22 der
Mantelwandung 16 ist ein Kragen 24 ausgebildet,
der radial von der Mantelfläche 22 abragt und
die Durchtrittsöffnung 14 umgibt.
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Die
Vertiefung 20 ist dabei komplementär zu einem
Kopfbereich 26 des Stahlstiftes 10. Zwischen dem
Kopfbereich 26 des Stahlstiftes 10 und einem im Wesentlichen
zylindrischen Schaftbereich 28 des Stahlstiftes 10 ist
weiterhin einer Verjüngung 31 vorgesehen.
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Nachdem
nun der Bremsscheibentopf 12 und Reibring geeignet zueinander
orientiert sind, wird der Stahlstift 10 von Seiten der
inneren Mantelfläche 18 der Mantelwandung 16 des
Bremsscheibentopfes 12 in die Durchtrittsöffnung 14 eingeführt. Dabei
weitet sich der Kragen 24 auf, sodass sich ein Formschluss
zwischen Kragen 24 und Stahlstift 10 ergibt. Der
Kopf 26 wird bei vollständig eingeschobenem Stahlstift
in der Vertiefung 20 zusätzlich formschlüssig
aufgenommen, so dass ein Verdrehen des Stahlstiftes 10 nicht
mehr möglich ist.
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Bei
geeigneter Elastizität des Kragens 24 kann dieser
weiterhin nach Durchstecken des Stahlstiftes sich wieder zumindest
teilweise verengen, so dass eine zusätzliche axiale Sicherung
des Stahlstiftes 10 zustandekommt. Der Stahlstift 10 wird
dabei mit der auf Seite der Einschnürung 30 gelegenen Stirnfläche 32 des
Schaftbereichs 28 auf der Stirnfläche 34 des
Kragens 24 angestützt. Damit ergibt sich eine
beidseitige radiale Positionssicherung des Stahlstiftes 10 nämlich
durch die beschriebene Zusammenwirkung aus den Stirnflächen 32 und 34 in einer
und durch die Abstützung des Kopfes 26 in der Vertiefung 20 an
der anderen Richtung.
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Durch
den Kragen 24 wird gleichzeitig ein Abstand zwischen dem
Reibring und der äußeren Mantelfläche 22 der
Mantelwandung des Bremsscheibentopfes 10 geschaffen, was
die Luftzirkulation um den Reibring verbessert. Durch den Abstand zwischen
Reibring und Mantelwandung 16 des Bremsscheibentopfes 12 wird
gleichzeitig der Wärmeeintrag in dem Bremsscheibentopf 12 minimiert, da
die Wärmeleitung nurmehr durch den Stahlstift 10 selbst
erfolgen kann. Augrund des geringen Durchmessers des Stahlstiftes 10 fließt
somit sehr wenig Wärme vom Reibring in den Bremsscheibentopf 12, so
dass keine Verzüge des Bremsscheibentopfes 12 auftreten.
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Während
der Stahlstift 10 formschlüssig in der Mantelwandung 16 des
Bremsscheibentopfes 12 aufgenommen ist, besteht keine solche
feste Verbindung zwischen dem Stahlstift 10 und dem nicht
gezeigten Reibring. Der zylindrische Schaftbereich 25 des
Stahlstiftes 10 ist vielmehr radial verschiebbar in einer
korrespondierenden Aufnahmeöffnung des Reibringes aufgenommen,
so dass der Reibring in radialer Richtung schwimmend gelagert ist.
Dadurch können Verzüge des Reibringes, die durch
die Erwärmung im Bremsbetrieb entstehen, ausgeglichen werden,
ohne dass es zu Spannungen in der Bremsscheibe kommt.
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Die
Erfindung ermöglicht ein kaltes Fügen von Bremsscheiben 12 mit
dem Reibring, so dass bei der Herstellung besonders wenig Energie
aufgewendet werden muss. Da nur einfache mechanische Verbindungen
geschaffen werden, ist die Herstellung besonders einfach und kostengünstig.
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- 10
- Stahlstift
- 12
- Bremsscheibenkopf
- 14
- Durchtrittsöffnungen
- 16
- Mantelwandung
- 18
- Mantelfläche
- 20
- rechteckige
Vertiefung
- 22
- Mantelfläche
- 24
- Kragen
- 26
- Kopfbereich
- 28
- Schaftbereich
- 30
- Einschnürung
- 31
- Verjüngung
- 32,
34
- Stirnflächen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005015502
B3 [0002]