DE102012212984A1

DE102012212984A1 - Mehrteilige Kraftfahrzeugbremsscheibe

Info

Publication number: DE102012212984A1
Application number: DE201210212984
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaiser
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-01-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbremsscheibe (10). Um die Schwungmasse und das Gewicht der Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) zu optimieren, umfasst die Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) eine Reibscheibe (11) und zwei Klemmringe (12, 13), wobei die Reibscheibe (11) zwischen den Klemmringen (12, 13) einklemmbar ist und wobei die Klemmringe (12, 13) miteinander verbindbar sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbremsscheibe.
Hintergrund der Erfindung
Kraftfahrzeugbremsscheiben sind herkömmlicherweise einteilige, topfförmige Bauteile, welche neben einem scheibenförmigen, Reibflächen ausbildenden Abschnitt einen Befestigungsabschnitt aufweisen.
Um beim Bremsvorgang entstehende Wärme aufzunehmen, sind Kraftfahrzeugbremsscheiben in der Regel einteilig und vollständig aus Metall ausgebildet. Dies geht jedoch mit einem hohen Gewicht und einer hohen Schwungmasse der Bremsscheibe einher.
Um besonders große, beim Bremsvorgang entstehende Wärmemengen abzuführen, sind innenbelüftete Kraftfahrzeugbremsscheiben bekannt, bei denen der Reibflächen ausbildende Abschnitt mit Lüftungskanälen versehen ist. Durch die Lüftungskanäle werden jedoch die Reibflächen der Bremsscheibe, an denen sich beim Bremsvorgang die Bremsbeläge abstützen, geschwächt, was zu einem Flattern der Bremsscheibe beim Bremsvorgang führen kann und dem in der Regel durch eine Verstärkung des Materials entgegen gewirkt wird.
Üblicherweise werden Kraftfahrzeugbremsscheiben durch relativ aufwändige Gießverfahren hergestellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftfahrzeugbremsscheibe zur Verfügung zu stellen, welche auf einfache Weise hergestellt werden kann und insbesondere eine geringe Schwungmasse aufweisen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine, insbesondere mehrteilige, Kraftfahrzeugbremsscheibe gelöst, welche eine Reibscheibe und zwei Klemmringe umfasst, wobei die Reibscheibe zwischen den Klemmringen einklemmbar ist und wobei die Klemmringe miteinander verbindbar sind.
Durch die mehrteilige Ausgestaltung ist es zum Einen möglich, die einzelnen Bauteile einfacher auszugestalten und auf diese Weise deren Herstellung zu vereinfachen.
Zum anderen ermöglicht die mehrteilige Ausgestaltung der Bremsscheibe die Reibscheibe, also das die Reibflächen aufweisende Element, und die Klemmringe aus unterschiedlichen Materialien auszubilden. Auf diese Weise ist es möglich die Herstellung der Bremsscheibe weiter zu vereinfachen.
Darüber hinaus ermöglicht die mehrteilige Ausgestaltung die Reibscheibe aus Materialien, beispielsweise Karbonmaterialien oder Keramikmaterialien, auszubilden, welche zur kompletten Ausbildung einer einteiligen, topfförmigen Kraftfahrzeugbremsscheibe nicht geeignet sind, welche jedoch eine geringere Dichte als metallische Materialien aufweisen können, was es ermöglicht, insbesondere das Gewicht des radial auswärtigen Abschnitts der Bremsscheibe, welches die Trägheit der Bremsscheibe besonders stark beeinflusst, zu verringern und dadurch die Schwungmasse der Bremsscheibe zu optimieren beziehungsweise reduzieren. Weiterhin wird so vorteilhafterweise ermöglicht, die Reibscheibe aus einem Material auszubilden, welches beispielsweise besonders gute Reibeigenschaften, insbesondere zum Erzielen einer hohen Bremskraft beziehungsweise Bremsleistung, aufweist und/oder besonders verschleißfest und/oder temperaturbeständig ist. Weiterhin ermöglicht die mehrteilige Ausgestaltung die Reibscheibe dünner und/oder mit einem größeren Außendurchmesser auszugestalten als herkömmliche einteilige Kraftfahrzeugbremsscheiben und so das Gewicht und die Schwungmasse der Bremsscheibe und/oder die Bremskraft beziehungsweise Bremsleistung zu optimieren.
Die Klemmringe können dabei nahe am Drehzentrum beziehungsweise der Rotationsachse der Bremsscheibe angeordnet sein, wo sie der Rotation weniger Trägheit bieten und damit die Schwungmasse weniger beeinflussen, weswegen die Klemmringe dort auch aus Materialien mit einer hohen Dichte sowie einer hohen Wärmekapazität und damit einer hohen Wärmewegnahme beziehungsweise Temperaturaufnahme, beispielsweise aus metallischen Materialien, ausgebildet werden können. Beim Bremsvorgang an den Reibflächen der Reibscheibe entstehende Wärme kann so von den Klemmringen aufgenommen werden.
Durch die ringförmige Ausgestaltung der Klemmringe kann zudem vorteilhafterweise eine hohe Verwindungssteifigkeit der Bremsscheibe erzielt werden.
Durch die mehrteilige Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbremsscheibe wird zudem ermöglicht, eine verschlissene Reibscheibe auf einfache Weise durch eine neue Reibscheibe zu ersetzten, ohne dabei zwangläufig auch die übrigen Funktionselemente der Bremsscheibe, insbesondere die Klemmringe, auszutauschen, was sowohl im Hinblick auf Kosten als auch auf Umweltaspekte vorteilhaft ist.
Zudem ist es durch die mehrteilige Ausgestaltung der Bremsscheibe möglich, eine Kraftfahrzeugbremsscheibe mit einem verringerten Gesamtgewicht bereitzustellen.
Insgesamt kann durch die mehrteilige Ausgestaltung die Effizienz des damit auszustattenden Fahrzeuges sowie dessen Bremswirkung verbessert werden.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Klemmringe, bezogen auf die Rotationsachse der Bremsscheibe, einen, insbesondere deutlich, geringeren Außendurchmesser auf als die Reibscheibe. Dies hat zum Einen den Vorteil, dass die Reibflächen an einem großen Durchmesser platziert sind, was sich vorteilhaft auf die Bremsleistung auswirkt. Zum Anderen kann so die radial auswärtige Masse, welche die Trägheit der Bremsscheibe stärker erhöht als rotationsachsennahe Masse, verringert und dadurch die Schwungmasse der Bremsscheibe weiter verringert werden.
Beispielsweise kann der Außendurchmesser der Klemmringe, bezogen auf die Rotationsachse der Bremsscheibe, weniger als 90%, beispielsweise weniger als 80%, zum Beispiel weniger als 70%, des Außendurchmessers der Reibscheibe betragen.
Die Klemmringe können insbesondere lösbar miteinander verbindbar sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind die Klemmringe durch mindestens eine Schraubverbindung miteinander verbindbar. Insbesondere können die Klemmringe durch mehrere Schraubverbindungen miteinander verbindbar sein. Schraubverbindungen haben den Vorteil, dass diese eine feste Verbindung ermöglichen und dennoch auf einfache Weise wieder lösbar sind, was es zum Beispiel ermöglicht eine verschlissene Reibscheibe auf einfache Weise durch eine neue Reibscheibe zu ersetzen.
Grundsätzlich ist es möglich eine Befestigung der Reibscheibe nur durch Verklemmen der Reibscheibe zwischen den Klemmringen zu realisieren.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist die Reibscheibe jedoch mindestens eine durchgängige Aussparung auf, durch welche ein Bolzen zum Ausbilden der mindestens einen Schraubverbindung zum Verbinden der Klemmringe durchsteckbar ist. Insbesondere kann die Reibscheibe mehrere Aussparungen aufweisen, durch welche jeweils ein Bolzen zum Ausbilden einer der Schraubverbindungen zum Verbinden der Klemmringe durchsteckbar ist. So kann vorteilhafterweise eine besonders stabile und leicht wieder lösbare Verbindung der Reibscheibe mit den Klemmringen realisiert werden. Zudem kann auf diese Weise eine Verdrehsicherung realisiert werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist mindestens einer der Klemmringe mindestens eine durchgängige Aussparung auf, durch welche ein Bolzen zum Ausbilden der mindestens einen Schraubverbindung zum Verbinden der Klemmringe durchsteckbar ist. Insbesondere kann mindestens einer der Klemmringe mehrere durchgängige Aussparungen aufweisen, durch welche jeweils ein Bolzen zum Ausbilden der Schraubverbindungen zum Verbinden der Klemmringe durchsteckbar ist.
Grundsätzlich ist es möglich, dass beide Klemmringe jeweils mindestens eine durchgängige Aussparung (beziehungsweise mehrere durchgängige Aussparungen) aufweisen, durch welche (jeweils) ein Bolzen zum Ausbilden der mindestens einen Schraubverbindung (beziehungsweise der Schraubverbindungen) zum Verbinden der Klemmringe durchsteckbar ist, wobei die Schraubverbindung (jeweils) durch eine auf den in Form einer Schraube ausgebildeten Bolzen aufschraubbare Mutter oder durch zwei jeweils auf die beiden Enden des Bolzens aufschraubbare Muttern realisiert wird.
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung wird die Schraubverbindung jedoch dadurch realisiert, dass der andere Klemmring mindestens ein, insbesondere zu dem mindestens einen Bolzen korrespondierendes, Innengewinde zum Ausbilden der mindestens einen Schraubverbindung zum Verbinden der Klemmringe aufweist. Insbesondere kann der andere Klemmring mehrere, insbesondere zu den Bolzen korrespondierende, Innengewinde zum Ausbilden der Schraubverbindungen zum Verbinden der Klemmringe aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die Bremsscheibe weniger Einzelteile aufweist, wodurch wiederum vorteilhafterweise deren Zusammensetzen sowie deren Montage/Demontage, beispielsweise zum Auswechseln der Reibscheibe, vereinfacht werden kann.
Es ist möglich, dass die Abschnitte der Reibscheibe und der Klemmringe, die, insbesondere im zusammengesetzten Zustand der Bremsscheibe, aneinander anlegbar sind beziehungsweise miteinander verklemmbar sind, planare Flächen aufweisen.
Um eine Zentrierung der Reibscheibe an den Klemmringen und/oder eine, insbesondere drehmomentübertragende, Verdrehsicherung der Reibscheibe bezüglich den Klemmringen zu erzielen, kann es jedoch vorteilhaft sein, Abschnitte der Reibscheibe und der Klemmringe, insbesondere welche im zusammengesetzten Zustand der Bremsscheibe aneinander anlegbar beziehungsweise miteinander verklemmbar sind, formschlüssig als, insbesondere drehmomentübertragende, Verdrehsicherung und/oder als Zentrierung auszugestalten und/oder die Kraftfahrzeugbremsscheibe mit mindestens einem Passstift zur Verdrehsicherung und gegebenenfalls Zentrierung auszustatten.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist daher mindestens ein Abschnitt die Reibscheibe und mindestens ein Abschnitt zumindest eines der Klemmringe zueinander formschlüssig als Zentrierung und/oder Verdrehsicherung, insbesondere als drehmomentübertragende Verdrehsicherung, ausgestaltet.
Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform weist die Kraftfahrzeugbremsscheibe weiterhin mindestens einen Passstift zur, insbesondere drehmomentübertragenden, Verdrehsicherung und/oder Zentrierung der Reibscheibe bezüglich zumindest eines oder beider Klemmringe, insbesondere zumindest des am Fahrzeug befestigbaren Klemmrings, auf.
Durch eine Ausgestaltung als Zentrierung kann im Rahmen dieser beiden Ausführungsformen vorteilhafterweise die Montage vereinfacht werden.
Eine Verdrehsicherung mittels Formschluss der Reibscheibe mit einem oder beiden Klemmringen beziehungsweise mittels eines Passstiftes hat den Vorteil, dass die Drehmomentübertragung von anderen speziell darauf ausgelegten Abschnitten beziehungsweise Bauteilen übernommen werden kann als die Verbindung der beiden Klemmringe und so die an der Verbindung der beiden Klemmringe beteiligten Abschnitte beziehungsweise Bauteile, beispielsweise eine Schraube einer Schraubverbindung, bezüglich der Drehmomentübertragung entlastet werden können.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Reibscheibe einen radial äußeren Reibabschnitt auf, in dem durchgängige Aussparungen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind. Dadurch, dass der radial äußere Reibabschnitt mit durchgängigen Aussparungen und/oder Vertiefungen versehen wird, kann vorteilhafterweise dessen Gewicht und damit die Schwungmasse der Reibscheibe beziehungsweise der Bremsscheibe weiter reduziert werden.
Neben dem radial äußeren Reibabschnitt kann die Reibscheibe insbesondere einen radial inneren, zwischen den Klemmringen einklemmbaren Klemmabschnitt aufweisen.
Im Rahmen einer weiteren, alternativen oder zusätzlichen bevorzugten Ausführungsform weist die Reibscheibe einen sich zwischen dem radial äußeren Reibabschnitt und dem radial inneren, zwischen den Klemmringen einklemmbaren Klemmabschnitt erstreckenden Zwischenabschnitt auf, insbesondere in dem durchgängige Aussparungen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind. So kann vorteilhafterweise ebenfalls das Gewicht und damit die Schwungmasse der Reibscheibe beziehungsweise der Bremsscheibe weiter reduziert werden.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist mindestens einer der Klemmringe eine Luftführung beziehungsweise Luftförderstruktur auf, durch welche, insbesondere bei einer Drehung der Bremsscheibe, ein Luftstrom über die Reibscheibe, insbesondere über den Reibabschnitt der Reibscheibe, leitbar ist. Insbesondere kann in beiden Klemmringen jeweils eine Luftführung ausgebildet sein, durch welche, insbesondere bei einer Drehung der Bremsscheibe, jeweils ein Luftstrom über die Reibscheibe, insbesondere über den Reibabschnitt der Reibscheibe, leitbar ist. Zum Beispiel können dabei die Luftführungen der beiden Klemmringe die Luftströme jeweils über unterschiedliche, insbesondere einander gegenüberliegende, Flächen der Reibscheibe, insbesondere des Reibabschnitts der Reibscheibe, leiten. So kann vorteilhafterweise, insbesondere während der Fahrt des Fahrzeugs, ein kontinuierliches Anblasen der Reibscheibe mit Luft und dadurch eine kontinuierliche Luftkühlung der Reibscheibe realisiert und auf diese Weise die Temperaturabführung der Bremsscheibe optimiert werden. Die Luftführungen können die Luftströme dabei insbesondere von rotationsachsennahen Positionen radial auswärts über die Reibscheibe, insbesondere über den Reibabschnitt der Reibscheibe, leiten. So kann vorteilhafterweise eine, beispielsweise von Innen nach Außen gerichtete, Belüftung der Reibscheibe realisiert werden. Dies ermöglicht wiederum reibflächenschwächende Lüftungskanäle in der Reibscheibe zu vermeiden und damit die Bremsscheibe gegenüber Bremsscheibenflattern zu stabilisieren. Zusätzlich werden auch die Klemmringe durch die Luftführungen gekühlt, wodurch die Temperaturabführung der Bremsscheibe weiter verbessert wird.
Die Luftführungen können jeweils eine oder mehrere Lüftungsstrukturen, beispielsweise in Form von Rillen und Erhebungen, beispielsweise Kühlrippen, und/oder einen oder mehrere, insbesondere sich durch das Klemmringmaterial beziehungsweise entlang des Klemmringmaterials und gegebenenfalls entlang der Reibscheibe erstreckende, Lüftungskanäle beziehungsweise Lüftungsdurchgänge aufweisen. Insbesondere kann sich die Luftführung beziehungsweise können sich die Luftführungen von Innen, beispielsweise vom Innenradius, insbesondere der Klemmringe beziehungsweise der Reibscheibe, radial auswärts erstrecken.
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform erstreckt sich die Luftführung beziehungsweise erstrecken die Luftführungen, zum Beispiel in Form von Lüftungskanälen, teilweise oder vollständig durch einen oder mehrere Klemmringabschnitte, in welchem/welchen die Verbindung der Klemmringe ausbildbar beziehungsweise ausgebildet ist. Zum Beispiel kann sich die Luftführung beziehungsweise können sich die Luftführungen teilweise oder vollständig durch einen oder mehrere Klemmringabschnitte erstrecken, in welchem/welchen die mindestens eine Schraubverbindung zum Verbinden der Klemmringe ausbildbar beziehungsweise ausgebildet ist. So kann vorteilhafterweise eine besonders effektive Luftkühlung der Klemmringe bewirkt werden.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Luftführung beziehungsweise sind die Luftführungen im Rahmen einer weiteren speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform, zum Beispiel in Form von Lüftungskanälen und/oder Lüftungsstrukturen, in einem radial auswärts von der Verbindung der Klemmringe gelegenen Klemmringabschnitt ausgebildet. Zum Beispiel kann die Luftführung beziehungsweise können die Luftführungen in einem radial auswärts zu der mindestens einen Schraubverbindung zum Verbinden der Klemmringe gelegenen Klemmringabschnitt ausgebildet sein. So kann vorteilhafterweise die radial auswärtige Masse und dadurch die Schwungmasse der Bremsscheibe weiter verringert werden.
Alternativ oder zusätzlich dazu wird die Luftführung beziehungsweise werden die Luftführungen im Rahmen einer weiteren speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform teilweise durch Klemmringmaterial und teilweise durch Reibscheibenmaterial beziehungsweise die Reibscheibe begrenzt. Die Luftführung beziehungsweise die Luftführungen können dabei zwischen der Reibscheibe und, insbesondere jeweils, einem Klemmring ausgebildet sein beziehungsweise sich zwischen der Reibscheibe und einem Klemmring erstrecken. So kann vorteilhafterweise auch der Klemmabschnitt der Reibscheibe sowie der daran angrenzenden Abschnitt der Klemmringe effektiv gekühlt werden. Derartige Kraftfahrzeugbremsscheiben können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass zunächst ein Klemmringgrundkörper hergestellt wird, dessen Form im Wesentlichen der aneinander gelegten Form der beiden herzustellenden Klemmringe entspricht. Der Klemmringgrundkörper kann dann mit einer oder mehreren Bohrungen versehen werden, welche sich insbesondere radial auswärts beziehungsweise einwärts erstrecken. Dann kann der Klemmringgrundkörper derart geteilt werden, dass die beiden herzustellenden Klemmringe entstehen, wobei jeweils ein Teil einer Bohrung, beispielsweise eine (Längschnitt-)Hälfte einer Bohrung, auf einen der Klemmringe entfällt. Durch Anlegen der mit den Bohrungsteilen versehenen Flächen der Klemmringe an die Reibscheibe resultieren dann Luftführungskanäle, welche teilweise durch das Material der Klemmringe und teilweise durch das Material der Reibscheibe beziehungsweise die Reibscheibe begrenzt werden.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Reibscheibe aus einem Karbonmaterial, einem Keramikmaterial oder Edelstahl, insbesondere einem Karbonmaterial oder Keramikmaterial, ausgebildet. Diese Materialien können grundsätzlich zur Auslegung von Bremsen vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, sind jedoch bei herkömmlichen, insbesondere innenbelüfteten Scheibenbremsen, nur schlecht oder gar nicht einsetzbar. Karbonmaterialien und Keramikmaterialien können dabei eine deutlich geringere Dichte als metallische Materialien aufweisen, was sich vorteilhaft auf die Schwungmasse und das Gesamtgewicht der Bremsscheibe auswirkt.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist zumindest einer der Klemmringe eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Klemmrings und damit der Bremsscheibe an dem Fahrzeug, insbesondere an einem Radlager des Fahrzeugs, auf.
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn nur einer der Klemmringe eine derartige Befestigungseinrichtung aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass beide Klemmringe eine, gegebenenfalls gemeinsame, Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Klemmrings beziehungsweise der Klemmringe beziehungsweise der Bremsscheibe an dem Fahrzeug, insbesondere an einem Radlager des Fahrzeugs, aufweisen.
Im Rahmen einer Ausgestaltung weist der eine Klemmring einen sich radial einwärts erstreckenden Abschnitt auf, welcher als Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Klemmrings und damit der Bremsscheibe am Fahrzeug, insbesondere an einem Radlager des Fahrzeugs, dient. Die Befestigung kann dabei beispielsweise durch eine oder mehrerer Schraubverbindungen und gegebenenfalls eine Steckverbindung realisiert werden. Zum Beispiel kann die Befestigungseinrichtung beziehungsweise zumindest einer der Klemmringe einen auf das Radlager beziehungsweise einen Radlagerflansch aufsteckbaren Abschnitt sowie mehrere durchgängige Aussparungen aufweisen, durch welche Radlagerbolzen, zum Beispiel Radlagerschrauben, durchsteckbar sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch ein, mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe ausgestattetes Scheibenbremsensystem;
2 einen schematischen Querschnitt durch ein, mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe ausgestattetes Scheibenbremsensystem;
3 einen schematischen Querschnitt durch ein, mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe ausgestattetes Scheibenbremsensystem;
4–8 schematische Querschnitte durch weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheiben;
9a einen schematischen Querschnitt durch ein, mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe ausgestattetes Scheibenbremsensystem;
9b eine schematische Draufsicht auf die Reibscheibe der in 9a gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe;
10a einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe; und
10b einen Ausschnitt aus einer schematische Draufsicht auf die in 10a gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 veranschaulicht, dass sich die Kraftfahrzeugbremsscheibe 10 aus mehreren Bauteilen zusammensetzt. Abgesehen von den Verbindungselementen, beispielsweise Bolzen/Schrauben 14 und Muttern, und sonstigen Kleinteilen kann die Bremsscheibe 10 im Wesentlichen dreiteilig ausgestaltet sein. Dabei kann ein Bauteil 11 in Form einer Scheibe den Reibabschnitt 11R und damit die zum Erzielen der Bremswirkung benötigten Reibflächen bereitstellen und ein Verschleißteil sein, wobei die beiden anderen Bauteile 12, 13 im Wesentlichen als Träger für die Reibscheibe 11 dienen.
Im Rahmen der in 1 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe 10, weist die Bremsscheibe 10 eine Reibscheibe 11 und zwei Klemmringe 12, 13 auf. Der eine Klemmring 12 weist dabei einen sich radial einwärts erstreckenden Abschnitt auf, welcher als Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Klemmrings 12 und damit der Bremsscheibe 10 am Fahrzeug, insbesondere an einem Radlager des Fahrzeugs, dient. Ein Klemmabschnitt 11K der Reibscheibe 11 ist dabei zwischen den Klemmringen 12, 13 eingeklemmt, wobei die Klemmringe 12, 13 miteinander durch eine Schraubverbindung 14, 14', 14'' verbunden sind. Zwischen dem Reibabschnitt 11R und dem Klemmabschnitt 11K der Reibscheibe erstreckt sich dabei ein Zwischenabschnitt 11Z der Reibscheibe 11. In der in 1 gezeigten Ansicht ist nur eine derartige Schraubverbindung 14, 14', 14'' erkennbar. Die Klemmringe 12, 13 können jedoch insbesondere durch mehrerer Schraubverbindungen 14, 14', 14'' miteinander verbunden sein. Eine Verbindung der Klemmringe 12, 13 mittels Schraubverbindungen hat den Vorteil, dass die Bremsscheibe 10, beispielweise zum Austauschen einer verschlissenen Reibscheibe 11 gegen eine neue Reibscheibe 11, leicht demontiert und montiert werden kann. Die Reibscheibe 11 kann vorteilhafterweise aus einem Karbonmaterial, einem Keramikmaterial oder Edelstahl, insbesondere einem Karbonmaterial oder Keramikmaterial, ausgebildet sein. Die Klemmringe 12, 13 können aus einem anderen Material als die Reibscheibe 11, beispielsweise aus einem metallischen Material, ausgebildet sein.
1 illustriert, dass die Bremsscheibe 10 derart in einer Bremsmechanik 20 positioniert ist, dass sich ausschließlich die Reibscheibe 11 bis zwischen die Bremsbeläge 21, 21' der Bremsmechanik 20 erstreckt. Die Klemmringe 12, 13 weisen dabei einen deutlich geringeren Außendurchmesser auf als die Reibscheibe 11. Auf diese Weise sind zum Einen der Reibabschnitt 11R und damit die Reibflächen an einem großen Durchmesser platziert, was sich vorteilhaft auf die Bremsleistung auswirkt. Zum Anderen kann so die radial auswärtige Masse, welche die Trägheit der Bremsscheibe 10 stärker erhöht als rotationsachsennahe Masse, verringert und dadurch die Schwungmasse der Bremsscheibe 10 verringert werden.
1 zeigt weiterhin, dass in dem Scheibenbremsensystem ein Bremsbelag 21 an einem Bremssattel 22 und der andere Bremsbelag 21' an einem durch eine Hydraulik 24 aktuierbaren Zylinderblock 23 befestigt ist.
Im Rahmen der in 1 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe weist die Reibscheibe 11 eine durchgängige Aussparung 11k, der am Fahrzeug befestigbare Klemmring 12 ebenfalls eine durchgängige Aussparung 14'' und der weitere Klemmring 13 ein Innengewinde 14' auf. Dabei ist eine Schraube 14 in einer axialen Richtung durch die durchgängige Aussparung 14'' des am Fahrzeug befestigbaren Klemmrings 12 und durch die durchgängige Aussparung 11k der Reibscheibe 11 durchgesteckt und in das Innengewinde 14' des weiteren Klemmrings 13 eingeschraubt. Die beiden Klemmringe 12, 13 weisen dabei jeweils eine Luftführung 15, 15' auf, welche insbesondere bei einer Drehung der Bremsscheibe 10 Luftströme radial auswärts über den Reibabschnitt 11R und damit die Reibflächen der Reibscheibe 11 leiten und so die Reibscheibe 11 kühlen können. Die Luftzuführungen 15, 15' erstrecken sich dabei jeweils durch Abschnitte des jeweiligen Klemmrings 12, 13 hindurch, in denen die Schraubverbindung 14, 14', 14'' ausgebildet ist.
Die in 2 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe 10 unterscheidet sich zum Einen dadurch von der in 1 gezeigten Ausführungsform, dass der am Fahrzeug befestigbare Klemmring 12 das Innengewinde 14' und der weitere Klemmring 13 die durchgängige Aussparung 14'' aufweist. Dabei ist die Schraube 14 in einer axialen Richtung durch die durchgängige Aussparung 14'' des weiteren Klemmrings 13 und durch die durchgängige Aussparung 11k der Reibscheibe 11 durchgesteckt und in das Innengewinde 14' des am Fahrzeug befestigbaren Klemmrings 12 eingeschraubt.
Die in 2 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe 10 unterscheidet sich zum Anderen dadurch von der in 1 gezeigten Ausführungsform, dass die Luftzuführungen 15, 15' in radial auswärts von der Schraubverbindung 14, 14', 14'' gelegenen Abschnitten der Klemmringe 12, 13 ausgebildet sind.
Die in 3 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe 10 entspricht im Wesentlichen der in 1 gezeigten Ausführungsform. In 3 ist jedoch zusätzlich gezeigt, wie die Befestigung der Bremsscheibe 10 an einem Fahrzeug 30 realisiert werden kann. 3 zeigt, dass in einem der beiden Klemmringe 12, insbesondere in dem fahrzeugseitigen Klemmring 12, eine Befestigungseinrichtung 12a ausgebildet ist. Die Befestigungseinrichtung 12a umfasst dabei einen auf ein Radlager beziehungsweise einen Radlagerflansch 31 aufsteckbaren Abschnitt in Form einer Öffnung sowie eine durchgängige Aussparung 12a, durch welche eine Radlagerschraube 32 durchgesteckt und in ein in dem Radlager beziehungsweise Radlagerflansch 31 ausgebildetes Innengewinde (nicht dargestellt) eingeschraubt ist.
Zudem sind in 3 die Rotationsachse R der Bremsscheibe 10 sowie die auf die Rotationsachse R der Bremsscheibe 10 bezogenen Außendurchmesser DK, DR der Klemmringe 12, 13 und der Reibscheibe 11 eingezeichnet. 3 zeigt, dass die Klemmringe 12, 13 Außendurchmesser DK aufweisen, welche deutlich geringer als der Außendurchmesser DR der Reibscheibe 11 sind.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den 4 bis 9b die Klemmringverbindungen und Luftführungen nicht dargestellt.
Die 4 bis 8 zeigen weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe 10 und veranschaulichen Ausgestaltungen zur Zentrierung und/oder Verdrehsicherung der Reibscheibe 11 und der Klemmringe 12, 13.
Die 4 bis 7 veranschaulichen insbesondere Möglichkeiten der Zentrierungen der Reibscheibe 11 mittels Formschluss der Reibscheibe 11 und eines oder beider Klemmringe 12, 13.
Im Rahmen der in 4 gezeigten Ausführungsform weist die Reibscheibe 11 eine in Umfangsrichtung der Reibscheibe 11 ausgebildete, mit dem Außendurchmesser des am Fahrzeug befestigbaren Klemmrings 12 formschlüssige Erhebung 16 auf.
Im Rahmen der in 5 gezeigten Ausführungsform weist die Reibscheibe 11 zwei in Umfangsrichtung der Reibscheibe 11 ausgebildete Erhebungen 16, insbesondere mit einem T-förmigen Querschnitt, auf, welche an den Innendurchmessern der beiden Klemmringe 12, 13 formschlüssig anliegen.
Im Rahmen der in 6 gezeigten Ausführungsform weist die Reibscheibe 11 eine in Umfangsrichtung der Reibscheibe 11 ausgebildete Erhebung 16, insbesondere mit einem L-förmigen Querschnitt, auf, welche an dem Innendurchmesser des am Fahrzeug befestigbaren Klemmrings 12 formschlüssig anliegt.
Im Rahmen der in 7 gezeigten Ausführungsform bilden die Reibscheibe 11 und die Klemmringe ein formschlüssiges, insbesondere sandwichartiges, Nut-Feder-System. Insofern das Nut-Feder-System in Umfangsrichtung kreisförmig ausgebildet ist, kann dadurch eine Zentrierung erzielt werden. Durch eine Unterbrechung beziehungsweise Sperrung des Nut-Feder-Systems in Umfangsrichtung der Reibscheibe 11 kann vorteilhafterweise eine, insbesondere drehmomentübertragende, Verdrehsicherung realisiert werden.
Im Rahmen der in 8 gezeigten Ausführungsform weist die Kraftfahrzeugbremsscheibe 10 einen Passstift 17 auf. Diese steckt in passgenauen Passstiftaufnahmen 17'', 11p, welche in dem am Fahrzeug befestigbaren Klemmring 12 und in der Reibscheibe 11 ausgebildet sind. Auf diese Weise dient der Passstift 17 zwischen der Reibscheibe 11 und dem am Fahrzeug befestigbaren Klemmring 12 als drehmomentübertragende Verdrehsicherung. Der andere Klemmring 13 weist dabei eine Passstiftaufnahme 17' mit Spiel auf, welche aufgrund des Spiels zwar nicht als Verdrehsicherung dient, jedoch die Montage des zweiten Klemmrings 13 vereinfacht.
Die 9a und 9b zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe 10. 9a zeigt, dass dabei die Reibscheibe 11 sowohl in dem Reibabschnitt 11R als auch in dem Zwischenabschnitt 11Z durchgängige Aussparungen 11r, 11z aufweist, welche im Wesentlichen der weiteren Reduktion der radial äußeren Masse der Reibscheibe 11 und damit der Bremsscheibe 10 dienen. 9b zeigt, dass der Klemmabschnitt 11K ebenfalls durchgängige Aussparungen 11k aufweist, welche – wie im Rahmen der 1 bis 3 erläutert – dazu dienen, die Schraubverbindungen der Klemmringe 12, 13 durch die Reibscheibe 11 durchzustecken. Zusätzlich können in dem Klemmabschnitt 11K Passstiftaufnahmen, insbesondere ebenfalls in Form von durchgängigen Aussparungen, und gegebenenfalls formschlüssig ausgebildete Abschnitte zur Verdrehsicherung und/oder Zentrierung ausgebildet sein (nicht dargestellt).
Die 10a und 10b zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsscheibe 10. 10a zeigt, dass dabei die beiden Klemmringe 12, 13 jeweils eine Luftführung 15, 15' aufweisen. Die 10a und 10b veranschaulichen, dass die Luftführungen 15, 15' jeweils teilweise durch das Material des jeweiligen Klemmrings 12, 13 und teilweise durch die Reibscheibe 11 begrenzt werden. Dabei erstrecken sich die Luftführungen 15, 15' von Innen radial auswärts und ermöglichen so nicht nur bei einer Drehung der Bremsscheibe 10 Luftströme radial auswärts über den Reibabschnitt 11R der Reibscheibe 11 zu leiten, sondern auch den Klemmabschnitt 11K der Reibscheibe 11 sowie die daran angrenzenden Abschnitte der Klemmringe 12, 13 effektiv zu kühlen. Mit derartigen Luftführungen 15, 15' ausgestattete Bremsscheiben 10 können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass zunächst ein Klemmringgrundkörper hergestellt wird, dessen Form im Wesentlichen der aneinander gelegten Form der beiden herzustellenden Klemmringe 12, 13 entspricht. Der Klemmringgrundkörper kann dann mit einer oder mehreren Bohrungen versehen werden, welche sich insbesondere radial auswärts beziehungsweise einwärts erstrecken. Dann kann der Klemmringgrundkörper derart geteilt werden, dass die beiden herzustellenden Klemmringe 12, 13 entstehen, wobei jeweils ein Teil einer Bohrung, beispielsweise eine (Längsschnitt-)Hälfte einer Bohrung, auf einen der Klemmringe 12, 13 entfällt. Durch Anlegen der mit den Bohrungsteilen versehenen Flächen der Klemmringe 12, 13 an die Reibscheibe 11 können dann die in 10a und 10b gezeigten Luftführungen 15, 15' in Form von Lüftungskanälen bereitgestellt werden. Die Klemmelementverbindungen (nicht dargestellt) können versetzt zu den Luftführungen 15, 15' ausgebildet sein. Insoweit gewährleistet ist, dass Luft die Klemmelementverbindungen passieren kann, können sich diese gegebenenfalls auch durch Luftführungskanäle 15, 15' hindurch erstrecken.
Bezugszeichenliste

10: Bremsscheibe
11: Reibscheibe
12: Klemmring
12a: Klemmringbefestigungseinrichtung
13: Klemmring
14: Klemmringverbindungsschraube
14': Innengewinde in Klemmring für Klemmringverbindungsschraube
14'': durchgängige Aussparung in Klemmring zum Durchstecken der Klemmringverbindungsschraube
15: Luftführung
15': Luftführung
16: Zentrierung
17: Passstift
17': Passstiftaufnahme in Klemmring mit Spiel
17'': Drehmomentübertragende Passstiftaufnahme in Klemmring
11R: Reibabschnitt der Reibscheibe
11r: durchgängige Aussparung in Reibabschnitt
11K: Klemmabschnitt der Reibscheibe
11k: durchgängige Aussparung in Klemmabschnitt
11p: Passstiftaufnahme in Klemmabschnitt
11Z: Zwischenabschnitt der Reibscheibe
11z: durchgängige Aussparung in Zwischenabschnitt
20: Bremsmechanik
21: Bremsbelag
21': Bremsbelag
22: Bremssattel
23: Zylinderblock
24: Bremshydraulik
30: Fahrzeug
31: Radlager
32: Radlagerbolzen
R: Rotationsachse
DK: Klemmringaußendurchmesser
DR: Reibscheibenaußendurchmesser

Claims

Kraftfahrzeugbremsscheibe (10), umfassend eine Reibscheibe (11) und zwei Klemmringe (12, 13) wobei die Reibscheibe (11) zwischen den Klemmringen (12, 13) einklemmbar ist, wobei die Klemmringe (12, 13) miteinander verbindbar sind.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach Anspruch 1, wobei, bezogen auf die Rotationsachse (R) der Bremsscheibe (10), die Klemmringe (12, 13) einen geringeren Außendurchmesser (DK) aufweisen als die Reibscheibe (11, DR).
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens einer der Klemmringe (12, 13) eine Luftführung (15, 15') aufweist, durch welche (15, 15') ein Luftstrom über die Reibscheibe (11) leitbar ist.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach Anspruch 3, wobei die Luftführung (15, 15') sich teilweise oder vollständig durch einen oder mehrere Klemmringabschnitte erstreckt, in welchen die Verbindung (14, 14', 14'') der Klemmringe (12, 13) ausbildbar ist, und/oder wobei die Luftführung (15, 15') in einem radial auswärts von der Verbindung (14, 14', 14'') der Klemmringe (12, 13) gelegenen Klemmringabschnitt ausgebildet ist, und/oder wobei die Luftführung (15, 15') teilweise durch Klemmringmaterial (12, 13) und teilweise durch die Reibscheibe (11) begrenzt wird.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Reibscheibe (11) einen radial äußeren Reibabschnitt (11R) aufweist, wobei in dem Reibabschnitt (11R) durchgängige Aussparungen (11r) und/oder Vertiefungen ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Reibscheibe (11) einen radial äußeren Reibabschnitt (11R) und einen radial inneren, zwischen den Klemmringen (12, 13) einklemmbaren Klemmabschnitt (11K) und einen sich zwischen dem Reibabschnitt (11R) und dem Klemmabschnitt (11K) erstreckenden Zwischenabschnitt (11Z) aufweist, wobei in dem Zwischenabschnitt (11Z) durchgängige Aussparungen (11Z) und/oder Vertiefungen ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) weiterhin mindestens einen Passstift (17) zur Verdrehsicherung und/oder Zentrierung der Reibscheibe (11) bezüglich zumindest eines der Klemmringe (12, 13) aufweist.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens ein Abschnitt die Reibscheibe (11) und mindestens ein Abschnitt zumindest eines der Klemmringe (12, 13) zueinander formschlüssig als Zentrierung und/oder Verdrehsicherung (16) ausgestaltet sind.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Klemmringe (12, 13) durch mindestens eine Schraubverbindung (14, 14', 14'') miteinander verbindbar sind.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach Anspruch 9, wobei die Reibscheibe (11) mindestens eine durchgängige Aussparung (11') aufweist, durch welche ein Bolzen (14) zum Ausbilden der mindestens einen Schraubverbindung (14, 14', 14'') zum Verbinden der Klemmringe (12, 13) durchsteckbar ist, und wobei mindestens einer der Klemmringe (12, 13) mindestens eine durchgängige Aussparung (14'') aufweist, durch welche der Bolzen (14) zum Ausbilden der mindestens einen Schraubverbindung (14, 14', 14'') zum Verbinden der Klemmringe (12, 13) durchsteckbar ist, und wobei der andere Klemmring (12,13) mindestens ein Innengewinde (14') zum Ausbilden der mindestens einen Schraubverbindung (14, 14', 14'') zum Verbinden der Klemmringe (12, 13) aufweist.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Reibscheibe (11) aus einem Karbonmaterial, einem Keramikmaterial oder Edelstahl, insbesondere einem Karbonmaterial oder Keramikmaterial, ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugbremsscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zumindest einer der Klemmringe (12) eine Befestigungseinrichtung (12a) zum Befestigen des Klemmrings (12) an dem Fahrzeug (30), insbesondere an einem Radlager (31) des Fahrzeugs (30), aufweist.