DE102009021852A1 - Bremsscheibe - Google Patents

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Abstract

Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftwagens, mit einem Bremsscheibentopf (12) und einem Reibring, welche über wenigstens ein stiftförmiges Befestigungsmittel (10) miteinander verbunden sind, wobei das stiftförmige Befestigungsmittel (10) unter Aufweitung einer axial verlaufenden Durchtrittsöffnung (14) des Bremsscheibentopfes (12) in diese eingesetzt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftwagens mit dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Fertigungstechnisch ist ein derartiger Kragen besonders einfach herzustellen. Dies kann gegebenenfalls schon im Tiefziehwerkzeug selbst erfolgen.
  • 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.
  • 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.
  • Im Folgenden soll der Erfindung und die daraus resultierenden Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
  • 1a), b) unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Stahlstiftes zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe,
  • 2a), b) unterschiedliche perspektivische Ansichten einer Wandung eines Bremsscheibentopfes zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe und
  • 3a), b) unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Bremsscheibentopfes mit gefügtem Stahlstift für ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005015502 B3 [0002]

Claims (6)

  1. Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftwagens, mit einem Bremsscheibentopf (12) und einem Reibring, welche über wenigstens ein stiftförmiges Befestigungsmittel (10) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das stiftförmige Befestigungsmittel (10) unter Aufweitung einer axial verlaufenden Durchtrittsöffnung (14) des Bremsscheibentopfes (12) in diese eingesetzt ist.
  2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Reibring abgewandten Mantelfläche (18) des Bremsscheibentopfes (12) eine radiale, die Durchtrittsöffnung (14) umgebende Vertiefung (20) zur Aufnahme eines Kopfbereiches (26) des Befestigungsmittels (10) vorgesehen ist.
  3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Reibring zugewandten Mantelfläche (22) des Bremsscheibentopfes (12) ein radial abragender, die Durchtrittsöffnung (14) umgebender Kragen (24) vorgesehen ist.
  4. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kopfbereich (26) und einem Schaftbereich (28) des Befestigungsmittels (10) eine Einschnürung (30) vorgesehen ist.
  5. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (10) formschlüssig mit dem Bremsscheibentopf (12) verbunden ist.
  6. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bremsscheibentopf (12) und Befestigungsmittel (10) aus Stahl ausgebildet sind.
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DE102016122321A1 (de) * 2016-11-21 2018-05-24 Shw Automotive Gmbh Verbindungselement zur Verbindung eines Bremsscheibentopfs mit einem Reibring einer Bremsscheibe
EP3712459A1 (de) 2019-02-08 2020-09-23 SHW Brake Systems GmbH Bremsscheibe
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