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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine innenbelüftete Bremsscheibe.
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Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 195 37 392 A1 eine innenbelüftete Bremsscheibe bekannt. Diese bekannte Bremsscheibe weist zwei gegenüberliegende Reibringe auf, wobei zwischen diesen Verbindungsrippen angeordnet sind, welche die Reibringe miteinander verbinden. Die Verbindungsrippen bilden zusammen mit den Reibringen Luftführungskanäle aus.
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Die bekannte innenbelüftete Bremsscheibe wird insbesondere für Motorsportanwendungen aus einer Vollkeramik hergestellt. Dies ist schon auf Grund der hohen Materialkosten für die Keramik sehr teuer. Ferner ist die Fertigung der Verbindungsrippen aus Keramik auch fertigungstechnisch sehr aufwändig.
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Somit liegt der folgenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere die vorstehend beschriebenen Nachteile zumindest zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine innenbelüftete Bremsscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, zwischen den beiden Reibringen ein separates Innenteil anzuordnen, welches zusammen mit den Reibringen Luftführungskanäle ausbildet, wobei das Innenteil aus einem anderen Material ausgebildet ist als die Reibringe. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Innenteil aus einem kostengünstigen Material vorzusehen, welches auch einfach zu verarbeiten ist. Die Reibringe dagegen werden nach wie vor aus einem höherwertigen Material gebildet, welches die für das Bremsen erforderlichen thermischen Eigenschaften und die erforderliche Festigkeit aufweist. Außerdem kann das Innenteil somit separat von den beiden Reibringen hergestellt werden. Ferner kann dasselbe Innenteil zusammen mit Reibringen von unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlicher Dicke verwendet werden, da es separat von den beiden Reibringen, das heißt, nicht einstückig mit diesen, ausgebildet ist. Somit lassen sich Kostenvorteile wie auch Vorteile in fertigungs- bzw. montagetechnischer Hinsicht erzielen.
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In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Bremsscheibe.
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Vorliegend beziehen sich die Begriffe „axial”, „radial” und „in Umfangsrichtung” durchwegs auf die Mittelachse der Bremsscheibe, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist das erste Material eine Keramik und/oder das zweite Material ein Metall, insbesondere ein Stahl. Als Stahl kommt insbesondere ein Niederdruckgussstahl in Frage. Ein Innenteil aus Metall lässt sich insbesondere im Vergleich zu einem Innenteil aus Keramik einfach herstellen. Die Reibringe aus Keramik erfüllen die vorstehend erwähnten thermischen Anforderungen und sind auch hinsichtlich ihrer Festigkeit vorteilhaft. Alternativ kann das zweite Material auch ein Keramikabfall sein.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist das Innenteil als ein Fließpress- oder Gussteil ausgebildet. Damit lässt sich die Geometrie des Innenteils einfach herstellen.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe weist das Innenteil mehrere sich im Wesentlichen radial erstreckende, die Luftführungskanäle zwischen sich ausbildende Stegelemente auf, wobei die Stegelemente die Reibringe miteinander verbinden. Dadurch werden Luftführungskanäle zwischen den Reibringen auf einfache Weise gebildet. „Im Wesentlichen radial” umfasst hier auch solche Stegelemente, welche sich in Umfangsrichtung krümmen, also beispielsweise eine Sichelform aufweisen.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe weist das Innenteil wenigstens ein sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckendes Tragelement auf, welches mit den Stegelementen fest verbunden ist, wobei das Tragelement in axialer Richtung schmäler ausgebildet ist als die Stegelemente. Somit werden die zwischen den Stegelementen und den Reibringen gebildeten Luftführungskanäle nur geringfügig von dem Tragelement verschlossen, das heißt, ein Luftfluss durch die Luftführungskanäle wird nur unwesentlich beeinträchtigt.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist das Innenteil radial innenseitig mittels im Wesentlichen radial beweglicher Verbindungselemente mit einem Topf zur Anbringung der Bremsscheibe an einer Radnabe verbunden. Dadurch kann eine thermische Verspannung zwischen dem Topf und den Reibringen samt Innenteil vermieden werden.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist wenigstens eines der Verbindungselemente in axialer Richtung mit einer Federklemme verrastet. Damit ergibt sich eine einfache und schnelle Montage des Topfes an dem Innenteil.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist die wenigstens eine Federklemme in einer Ausnehmungen in dem Topf oder in dem Innenteil angeordnet ist. Weiter bevorzugt weist die Federklemme eine Öffnung in axialer und radialer Richtung auf. Noch weiter bevorzugt umgreifen die Federklemmen die Verbindungselemente im verrasteten Zustand zumindest abschnittsweise. Diese Weiterbildung erlaubt es, den Topf einfach in die Reibringe samt Innenteil einzupressen, wodurch dann eine lediglich radial bewegliche Verbindung zwischen dem Topf und dem Innenteil durch Verrastung der Ausnehmungen mit den Verbindungselementen geschaffen wird.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe sind die Verbindungselemente als Stifte ausgebildet. Mittels dieser lässt sich die vorstehend erwähnte radiale Beweglichkeit konstruktiv einfach umsetzen.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist das Innenteil einstückig ausgebildet. Ein solches Innenteil lässt sich einfach herstellen und montieren.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
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1 in einer perspektivischen Ansicht eine Bremsscheibe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 die Ansicht aus 1, wobei einer der Reibringe abgenommen ist; und
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3 eine vergrößerte Ansicht aus 2, wobei eine der Ausnehmungen mit dem Verbindungselement und die andere Ausnehmung ohne das Verbindungselement dargestellt ist.
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In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 illustriert in einer perspektivischen Ansicht eine innenbelüftete Bremsscheibe 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Bremsscheibe 1 weist zwei Reibringe 2, 3 auf, welche mit Bezug auf eine Mittelachse M der Bremsscheibe 1 koaxial angeordnet sind.
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Vorliegend beziehen sich die Begriffe „axial”, „radial” und „in Umfangsrichtung” durchwegs auf die Mittelachse M der Bremsscheibe 1, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die Reibringe 2, 3 sind aus einem ersten Material gebildet, welches gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Keramik ist. Die Reibringe 2, 3 weisen außenseitig Reibflächen 4, 5 auf, welche dazu eingerichtet sind, mit nicht dargestellten Bremsbelägen für ein Bremsen eines Kraftfahrzeuges wechselzuwirken.
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Innenseitig ist zwischen den Reibringen 2, 3 ein von diesen separates Innenteil 6 angeordnet. Das Innenteil 6 ist aus einem zweiten Material ausgebildet, welches sich von dem ersten Material unterscheidet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Innenteil 6 als ein Gussteil aus Stahl ausgebildet.
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Die Bremsscheibe 1 weist ferner einen Topf 7 zur Befestigung der Bremsscheibe 1 an einer nicht dargestellten Radnabe des Kraftfahrzeugs auf. Dazu weist der Topf 7 mehrere Öffnungen 8 für entsprechende, nicht dargestellte Bolzen auf. Der Topf 7 ist mittels Verbindungselementen 12 mit dem Innenteil 6 zur Vermeidung thermischer Verspannungen radial beweglich verbunden.
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2 zeigt die Ansicht aus 1, wobei jedoch der Reibring 2 nicht dargestellt ist, so dass der Blick auf das Innenteil 6 freigegeben ist.
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Das Innenteil 6 weist mehrere Stegelemente 13 auf, welche zusammen mit Innenflächen 14 der Reibringe 2 und 3 radiale Luftführungskanäle 15 definieren. Aufgrund der Darstellung in 2 ist die Innenfläche des nicht dargestellten Reibrings 2 nicht zu sehen. Die Stegelemente 13 erstrecken sich radial und krümmen sich gleichzeitig in Umfangsrichtung. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stegelemente 13 annähernd sichelförmig ausgebildet. Die Luftführungskanäle 15 verjüngen sich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel somit radial nach innen bezüglich ihres Querschnitts.
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Das Innenteil 6 weist ferner zwei Tragelemente 16 auf, welche mit den Stegelementen 13 fest verbunden sind, so dass sich eine gitterähnliche Struktur für das Innenteil 6 ergibt. Wie sich auch aus 1 ergibt, erstrecken sich die Stegelemente 13 über den gesamten Spalt 17, s. 1, zwischen den Innenflächen 14 der Reibringe 2 und 3, wobei sie die Reibringe 2 und 3 miteinander verbinden. Dazu können an den Stegelementen 13 Vorsprünge 18 angeformt sein, welche in Bohrungen 19, s. 1, in den Reibringen 2, 3 eingreifen. Beispielsweise kann ein Presssitz zwischen einem jeweiligen Vorsprung 18 und einer jeweiligen Bohrung 19 vorgesehen sein. Die Stegelemente 13 verbinden die beiden Reibringe 2 und 3 also insbesondere formschlüssig in Umfangsrichtung und in radialer Richtung. Mittels des vorstehend erwähnten Presssitzes kann auch eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Reibringen 2 und 3 in axialer Richtung geschaffen werden. Anstelle der Vorsprünge 18 könnten auch Nieten vorgesehen werden.
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Wie 2 zu entnehmen, weisen die Tragelemente 16 eine Dicke D auf, welche geringer ist als die der Stegelemente 13, weshalb sich die Tragelemente 16 nur teilweise über den Spalt 17 hinwegerstrecken, so dass die gebildeten Luftführungskanäle 15 nur geringfügig von den Tragelementen 16 beeinträchtigt werden.
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Wie ferner in 2 illustriert, sind an dem Topf 7 mehrere Ausnehmungen 22 beispielweise in axialen Vorsprüngen 23 desselben ausgebildet. Die Ausnehmungen 22 sind sowohl in axialer als auch in radialer Richtung offen ausgebildet. In die Ausnehmungen 22 greifen die als Stifte ausgebildeten Verbindungselemente 12 des Innenteils 6 radial beweglich ein. Die Verbindungselemente 12 können beispielsweise an den radial innenseitigen Enden 24 der Stegelemente 13 angeformt sein.
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3 zeigt in einer vergrößerten Ansicht aus 2 zwei Vorsprünge 23 des Topfes 7. Das Innenteil 6 ist abgesehen von den Verbindungselementen 12 in 3 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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In die Ausnehmungen 22 ist jeweils eine Federklemme 25, beispielsweise aus einem Federstahl, eingesetzt. Jede der Federklemmen 25 weist im Wesentlichen eine U-Form auf, wobei deren freie Enden 26 in axialer Richtung zurückgebogen sind. Somit bilden die Federklemmen 25 jeweils eine axiale Öffnung 27 und eine radiale Öffnung 28 aus. Die Federklemmen 25 umgreifen jeweils die Verbindungselemente 12 an deren Umfang.
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Nachfolgend wird kurz die Fertigung und Montage der Bremsscheibe 1 erläutert.
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Zunächst werden die Reibringe 2 und 3 aus Keramik hergestellt, was einfach möglich ist, da die Reibringe 2 und 3 in der Umfangsrichtung einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen.
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Zuvor, parallel oder anschließend wird das Innenteil 6 aus Stahl gegossen.
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Hiernach wird das Innenteil 6 zwischen den Reibringen 2 und 3 angeordnet und axial mit diesen verpresst, wobei die Vorsprünge 18 des Innenteils 6 mit den Löchern 19 in den Reibringen 2 und 3 in Eingriff kommen. Soweit das Lochmuster der Löcher 19 gleich bleibt, kann die Dicke der Reibringe 2, 3 oder auch deren innerer oder äußerer Durchmesser variiert werden und trotzdem dasselbe Innenteil 6 zusammen mit diesen Reibringen 2, 3 verwendet werden.
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Hiernach wird der Topf 7 in axialer Richtung in die Reibringe 2, 3 samt dem Innenteil 6 eingepresst. Dabei werden die Verbindungselemente 12 in die axialen Öffnungen 27 der Federklemmen 25 hineinbewegt, die freien Enden 26 der Federklemmen 25 dadurch elastisch auseinandergespreizt und hiernach die Verbindungselemente 12 hinter den freien Enden 26 der Federklemmen 25 verrastet. Gleichzeitig können sich die Verbindungselemente 12 jedoch in den Federklemmen 25 mittels der radialen Öffnungen 28 bewegen, um die angesprochene thermische Verspannung zu vermeiden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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