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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für eine Fahrzeugscheibenbremse. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugbremse mit wenigstens einer solchen Bremsscheibe.
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Aus dem Stand der Technik sind Bremsscheiben für Fahrzeugscheibenbremsen bekannt. Die Offenlegungsschrift
DE 101 25 114 A1 offenbart eine Bremsscheibe mit einem Dämpfungselement. Das Dämpfungselement ist an einem Reibring der Bremsscheibe angeordnet.
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WO 2018/036742 A1 offenbart eine Bremsscheibe mit einem Reibring und einem Bremsscheibentopf, wobei ein Dämpfungselement an einer Innenumfangsfläche oder einer Außenumfangsfläche des Bremsscheibentopfs angebracht ist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bremsscheibe bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und mit der unerwünschte Geräuschentwicklungen reduziert werden können.
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Diese Aufgabe ist mit einer Bremsscheibe gelöst, die die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Bremsscheibe hat einen Bremsscheibenkörper mit einem Reibring, an dem Reibflächen ausgebildet sind, und einen Bremsscheibentopf, der zur Befestigung der Bremsscheibe an einer Fahrzeugachse ausgebildet ist. Der Bremsscheibentopf ist mit dem Bremsscheibenkörper in einem Verbindungsbereich durch wenigstens ein Verbindungselement verbunden. Ferner umfasst die Bremsscheibe wenigstens einen Versteifungsring, der in dem Verbindungsbereich kraftschlüssig an der Bremsscheibe angebracht ist.
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Reibkraftschwankungen während eines Bremsvorgangs können aufgrund von Schwingungen der Bremsscheibe zu hörbaren, insbesondere hochfrequenten Geräuschen führen. Solche unerwünschten Geräusche resultieren hauptsächlich aus radialen und tangentialen Schwingungsmoden am inneren Bereich des Reibrings. Mit dem wenigstens einen Versteifungsring können die Eigenfrequenzen und Schwingungsmoden der Bremsscheibe so verändert werden, dass die beschriebenen Geräusche reduziert werden können. Genauer lässt sich durch den wenigstens einen Versteifungsring die Steifigkeit der Basisstruktur der Bremsscheibe so modifizieren, dass eine Verschiebung der Eigenfrequenz und der Schwingungsmoden der Bremsscheibe erreicht werden kann.
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Mit dem zusätzlichen Material des wenigstens einen Versteifungsrings im Verbindungsbereich zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Bremsscheibenkörper können die Dämpfungseigenschaften verbessert werden. Zum Anbringen des wenigstens einen Versteifungsrings braucht die Basisstruktur der Bremsscheibe nicht verändert zu werden. Durch das Anbringen des wenigstens einen Versteifungsrings wird die Bremsscheibe so verändert, dass eine gleichmäßige Außenfläche an dem Bremsscheibentopf gebildet wird. Auch dadurch können die Schwingformen der Bremsscheibe beeinflusst werden. Durch eine angepasste Dimensionierung des wenigstens einen Versteifungsrings ist es ferner einfach möglich, die Bremsscheibe auf verschiedene Fahrzeugtypen und deren unterschiedliche Schwingformen abzustimmen. Mit dem wenigstens einen Versteifungsring kann eine Kraft erzeugt werden, die die Amplitudenüberhöhungen der Schwingungsmoden dämpft. Von dem wenigstens einen Versteifungsring kann während des Betriebs der Scheibenbremse eine Kraft auf den Verbindungsbereich zwischen Bremsscheibentopf und Bremsscheibenkörper ausgeübt werden, mit der die Amplitudenüberhöhungen bedämpft werden kann. Der wenigstens eine Versteifungsring bewirkt eine höhere Dämpfung an der Bremsscheibe und führt so zu einer Reduzierung der auftretenden Geräusche. Durch Entfernen des wenigstens einen Versteifungsrings kann der ursprüngliche Zustand der Bremsscheibe wieder hergestellt werden.
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Der wenigstens eine Versteifungsring kann an einer Außenumfangsfläche des Bremsscheibentopfs kraftschlüssig angebracht sein. Der wenigstens eine Versteifungsring kann eine gleichmäßig ausgebildete Außenumfangsfläche aufweisen, wodurch eine gleichmäßige Außenfläche im Verbindungsbereich zwischen dem Bremsscheibenkörper und dem Bremsscheibentopf erzeugt werden kann.
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Der wenigstens eine Versteifungsring kann wenigstens eine Aufnahme aufweisen. Die wenigstens eine Aufnahme kann zur abschnittsweisen Aufnahme des wenigstens einen Verbindungselements ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die wenigstens eine Aufnahme dazu ausgebildet sein, einen Kopf des wenigstens einen Verbindungselements aufzunehmen. Die wenigstens eine Aufnahme kann an einer Innenumfangsfläche des wenigstens einen Versteifungsrings ausgebildet sein. Die wenigstens eine Aufnahme kann sich eine vorbestimmte axiale Erstreckung in den wenigstens einen Versteifungsring hineinerstrecken. Die wenigstens eine Aufnahme kann sich von einer Stirnfläche des wenigstens einen Versteifungsring in den wenigstens einen Versteifungsring hineinerstrecken. Die wenigstens eine Aufnahme kann sich über einen vorbestimmten Abschnitt in axialer Richtung längs der axialen Erstreckung des wenigstens einen Versteifungsring erstrecken.
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Es können mehrere Aufnahmen an dem wenigstens einen Versteifungsring ausgebildet sein. Die Aufnahmen können um vorbestimmte, insbesondere regelmäßige Winkelabstände zueinander versetzt an dem wenigstens einen Versteifungsring ausgebildet sein, vorzugsweise an der Innenumfangsfläche des Versteifungsrings.
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Der Bremsscheibenkörper kann einen rohrförmigen Abschnitt aufweisen. Der rohrförmige Abschnitt kann radial innerhalb des Reibrings an dem Bremsscheibenkörper ausgebildet sein. Der wenigstens eine rohrförmige Abschnitt kann eine vorbestimmte axiale Erstreckung haben. Der Bremsscheibentopf kann den rohrförmigen Abschnitt des Bremsscheibenkörpers umschließen und mit ihm kraftschlüssig verbunden sein. Das wenigstens eine Verbindungselement kann sich in dem Verbindungsbereich in radialer Richtung erstrecken.
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Das wenigstens eine Verbindungselement kann sich in radialer Richtung durch den rohrförmigen Abschnitt des Bremsscheibenkörpers und den Bremsscheibentopf erstrecken. Das wenigstens eine Verbindungselement kann beispielsweise ein Niet oder ein Bolzen sein. Der wenigstens eine Versteifungsring kann auf seiner Innenseite einen Kopf des wenigstens einen Verbindungselements aufnehmen und auf seiner Außenseite eine gleichmäßige Außenfläche in dem Verbindungsbereich erzeugen. Der Verbindungsbereich kann zumindest einen Abschnitt umfassen, in dem sich der Bremsscheibenkörper und der Bremsscheibentopf überlappen. Der Bremsscheibenkörper und der Bremsscheibentopf können sich insbesondere in axialer Richtung überlappen. Die Überlappung kann sich z.B. über einen vorbestimmten Abschnitt der axialen Erstreckung des rohrförmigen Abschnitts des Bremsscheibenkörpers erstrecken.
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Der wenigstens eine Versteifungsring kann eine glatte Außenumfangsfläche aufweisen. Mit dem wenigstens einen Versteifungsring können die zur Verbindung des Bremsscheibenkörpers und des Bremsscheibentopfs dienenden Verbindungselemente verdeckt werden, sodass im Verbindungsbereich mittels des wenigstens einen Versteifungsrings eine glatte zylindrische Außenumfangsfläche bereitgestellt wird. Der Bremsscheibentopf kann eine zylindrische Außenumfangsfläche und eine zylindrische Innenumfangsfläche aufweisen. Der rohrförmige Abschnitt des wenigstens einen Bremsscheibenkörpers kann ebenfalls eine zylindrische Innenumfangsfläche und eine zylindrische Außenumfangsfläche aufweisen.
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Der wenigstens eine Versteifungsring kann im Verbindungsbereich auf den Bremsscheibentopf aufgepresst sein. Dadurch kann die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Versteifungsring und dem Bremsscheibentopf gebildet werden. Der Innendurchmesser des wenigstens einen Versteifungsrings kann etwas kleiner als der Außendurchmesser des Bremsscheibentopfs sein. Mit dem wenigstens einen Versteifungsring können radial vorstehende Köpfe der Verbindungselemente überdeckt werden. Dadurch kann eine kontinuierliche bzw. gleichmäßige Außenfläche im Verbindungsbereich erzeugt werden. Die Verbindungselemente dienen zur Absicherung der Verbindung zwischen dem Bremsscheibenkörper und dem Bremsscheibentopf, falls im Betrieb der Bremsscheibe der Reib- bzw. Kraftschluss nicht ausreichen sollte.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeugbremse mit wenigstens einer Bremsscheibe der vorstehend beschriebenen Art.
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es stellen dar:
- 1 und 2 Ansichten einer Bremsscheibe;
- 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe mit einem Versteifungsring;
- 4 eine vergrößerte Teilschnittansicht des Verbindungsbereichs zwischen dem Bremsscheibenkörper und dem Bremsscheibentopf;
- 5 eine Ansicht eines Versteifungsrings.
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1 zeigt eine Draufansicht einer Bremsscheibe 10. Die Bremsscheibe 10 hat einen Bremsscheibenkörper 12 und einen Bremsscheibentopf 14, der zur Befestigung der Bremsscheibe 10 an einer Fahrzeugachse ausgebildet ist. Der Bremsscheibenkörper 12 und der Bremsscheibentopf sind konzentrisch zu einer Mittelachse M der Bremsscheibe 10 angeordnet.
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Der Bremsscheibenkörper 12 weist einen Reibring 16 auf. Radial innerhalb des Reibrings 16 ist der Bremsscheibentopf 14 an dem Bremsscheibenkörper 12 angebracht. Der Bremsscheibentopf 14 hat mehrere Öffnungen 18 und eine zentrale Öffnung 20. Die zentrale Öffnung 20 ist zur Aufnahme eines Abschnitts einer nicht gezeigten Fahrzeugachse ausgebildet. Die Öffnungen 18 dienen zur Befestigung der Bremsscheibe 10 an der Fahrzeugachse.
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2 zeigt eine Seitenansicht der Bremsscheibe 10. An den entgegengesetzten Seitenflächen des Reibrings 16 sind Reibflächen 22 und 24 ausgebildet. Radial innerhalb des Reibrings 16 ist der Bremsscheibentopf 14 angeordnet und mit dem Bremsscheibenkörper 12 verbunden.
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Zur Verbindung des Bremsscheibenkörpers 12 und des Bremsscheibentopfs 14 dienen Verbindungselemente 26, deren Köpfe in 2 erkennbar sind. Die Verbindungselemente 26 erstrecken sich in radialer Richtung durch einen rohrförmigen Abschnitt 32 (siehe 4) des Bremsscheibenkörpers 12 und den Bremsscheibentopf 14.
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3 zeigt eine Seitenansicht der Bremsscheibe 10, in der ein Versteifungsring 28 im Schnitt dargestellt ist. Der Bremsscheibenkörper 12 und der Bremsscheibentopf 14 sind in einem Verbindungsbereich VB miteinander verbunden. Der Versteifungsring 28 ist in dem Verbindungsbereich VB angeordnet und umschließt den Verbindungsbereich VB. Der Versteifungsring 28 überdeckt hier die Verbindungselemente 26. Der Versteifungsring 28 weist mehrere Aufnahmen 30 auf, in denen jeweils ein Verbindungselement 26 bzw. dessen Kopf aufgenommen ist. Der Versteifungsring 28 ist kraftschlüssig mit dem Bremsscheibentopf 14 verbunden, beispielsweise durch Aufpressen auf den Bremsscheibentopf 14. Der Versteifungsring 28 verläuft radial außen um den Bremsscheibentopf 14 herum.
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4 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht des Verbindungsbereichs VB. Der Versteifungsring 28 kann aus Metall bestehen. Der Bremsscheibenkörper 12 ist mit dem sich in axialer Richtung erstreckenden rohrförmigen Abschnitt 32 versehen. Der Bremsscheibentopf 14 hat eine zylindrische Wandung, die sich in axialer Richtung erstreckt und in der Querschnittsansicht gemäß 4 durch einen sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt 34 dargestellt ist. Ein Teil des axialen Abschnitts 34 umgibt außen den rohrförmigen Abschnitt 32 des Bremsscheibenkörpers 12.
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Im Verbindungsbereich VB überlappen sich somit der rohrförmige Abschnitt 32 und der zylindrische Abschnitt 34 des Bremsscheibentopfs 14 in axialer Richtung. Der rohrförmige Abschnitt 32 und der zylindrische Abschnitt 34 sind mittels der Verbindungselemente 26 miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 26 verlaufen hier in radialer Richtung durch den rohrförmigen Abschnitt 32 und den axialen Abschnitt 34.
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An der Innenseite des axialen Abschnitts 34 ist eine Stufe 36 bzw. ein Absatz ausgebildet, an dem sich die Stirnfläche des rohrförmigen Abschnitts 32 anlegen kann. Dadurch wird ein Anschlag gebildet, dessen Erreichen angibt, dass der Bremsscheibentopf 14 korrekt auf dem rohrförmigen Abschnitt 32 des Bremsscheibenkörpers 12 positioniert ist.
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Die Verbindungselemente 26 weisen an ihren radialen inneren Enden jeweils einen Kopf 26a und an ihren radial äußeren Enden jeweils einen Kopf 26b auf. Der Kopf 26b der Verbindungselemente 26 ist in der zugehörigen Aufnahme 30 des Versteifungsrings 28 aufgenommen. Die Verbindungselemente 26 können Nieten oder Bolzen sein, die durch radiale Öffnungen 38 in dem rohrförmigen Abschnitt 32 und dem axialen Abschnitt 34 des Bremsscheibenkörpers 12 verlaufen.
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Der Versteifungsring 28 hat eine zylindrische Außenumfangsfläche. Mit dem Versteifungsring 28 kann im Verbindungsbereich VB eine gleichmäßige, glatte Außenfläche der Bremsscheibe 10 hergestellt werden. Die Aufnahmen 30 erstrecken sich in axialer Richtung nicht vollständig durch den Versteifungsring 28. Anders ausgedrückt ist die axiale Erstreckung der Aufnahmen 30 kleiner als die axiale Erstreckung des Versteifungsrings 28, sodass auch im Bereich der Aufnahmen 30 noch ein Abschnitt einer zylindrischen Innenumfangsfläche 40 des Versteifungsrings 28 erhalten bleibt. Die Aufnahmen 30 erstrecken sich über einen vorbestimmten Abschnitt der axialen Erstreckung des Versteifungsrings 28. Die Aufnahmen 30 erstrecken sich wie dargestellt ausgehend von einer Stirnfläche des Versteifungsrings 28 axial in diesen hinein.
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5 zeigt eine Ansicht des Versteifungsrings 28, in der die Aufnahmen 30 an der Innenumfangsfläche 40 des Versteifungsrings 28 erkennbar sind. Der Versteifungsring 28 hat eine zylindrische Außenumfangsfläche 42, die gleichmäßig und glatt ist. Dadurch können die Schwingungsmoden der Bremsscheibe 10 beeinflusst werden.
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Die Aufnahmen 30 sind in Umfangsrichtung in vorbestimmten, hier gleichen Winkelabständen um die Mittelachse M zueinander versetzt an dem Versteifungsring 28 ausgebildet und weisen jeweils eine vorbestimmte axiale Erstreckung auf, die nicht vollständig durch den Versteifungsring 28 verläuft. Die Aufnahmen 30 sind zur Aufnahme jeweils eines Kopfs (siehe 4) der Befestigungselemente ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10125114 A1 [0002]
- WO 2018/036742 A1 [0003]
