WO2020035618A1

WO2020035618A1 - Gebaute bremsscheibe und verfahren zur herstellung einer solchen bremsscheibe

Info

Publication number: WO2020035618A1
Application number: PCT/EP2019/072127
Authority: WO
Inventors: Wilfried Strauss; Reiner Becker; Tobias Müller
Original assignee: Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2020-02-20
Also published as: DE102018120125A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gebaute Bremsscheibe, die einen Reibring (2), der eine Innenöffnung (3) umgrenzt, und ein aus einem Blechmaterial geformtes Halteteil (19) umfasst, das mit einem Seitenwandabschnitt (22), der sich in einer Richtung erstreckt, die parallel zur Drehachse (X) ausgerichtet ist, um die die Bremsscheibe (1) sich im Betrieb dreht, in der Innenöffnung (3) des Reibrings (2) sitzt, wobei der Reibring (2) und das Halteteil (19) durch an dem Reibring (2) und an dem Halteteil (19) jeweils vorgesehene, formschlüssig zusammenwirkende Formschlusselemente fest miteinander verbunden ist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Bei der erfindungsgemäß gebauten Bremsscheibe lassen sich die Vorteile von derartigen Bremsscheiben bei vereinfachter Fertigung unverändert nutzen. Dies wird dadurch erreicht, dass in die Innenumfangsfläche (9) der Innenöffnung (3) mindestens eine als eines der Formschlusselemente dienende Vertiefung (12) eingeformt ist und dass das Halteteil (19) mit dem Reibring (2) drehfest durch einen Vorsprung (29) verkoppelt ist, der durch Eindrücken von Material des Seitenwandabschnitts (22) des Halteteils (19) in die Vertiefung (12) gebildet ist und als zweites Formschlusselement mit der Vertiefung (12) mindestens in Umfangsrichtung (U) der Innenöffnung (3) formschlüssig fest verkoppelt ist.

Description

Gebaute Bremsscheibe und Verfahren zur Herstellung einer solchen

Bremsscheibe

Die Erfindung betrifft eine gebaute Bremsscheibe, die einen Reibring, der eine Innenöffnung umgrenzt, und ein aus einem Blechmaterial geformtes Halteteil umfasst. Das Halteteil sitzt mit einem Seitenwandabschnitt in der Innenöffnung des Reibrings, wobei sich der Reibring in einer Richtung erstreckt, die parallel zur Drehachse ausgerichtet ist, um die die Bremsscheibe sich im Betrieb dreht. Dabei sind der Reibring und das Halteteil durch an dem Reibring und an dem Halteteil jeweils vorgesehene, formschlüssig zusammenwirkende

Formschlusselemente fest miteinander verbunden.

Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen gebauten Bremsscheibe.

Bremsscheiben der hier in Rede stehenden Art werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt und dienen bei einem Bremsvorgang zur Umsetzung der kinetischen Energie des Fahrzeugs in Reibung und damit einhergehend in Wärme. Dabei wirken während eines Bremsvorgangs die Bremsbacken der Bremsanlage gegen die stirnseitigen Reibflächen des Reibrings der Bremsscheibe.

Das Halteteil dient dagegen der Ankoppelung des Reibrings an das zu bremsende Rad des jeweiligen Fahrzeugs. Hierzu kann das Halteteil mit einer Aufnahme für ein Drehlager versehen sein, über das die drehbare Lagerung der Bremsscheibe und des Rades auf der jeweiligen Achse erfolgt. Alternativ kann das Halteteil auch derart ausgebildet sein, dass es direkt oder über die Felge des über eine erfindungsgemäße Bremsscheibe zu bremsenden Rades indirekt mittels geeigneter Befestigungsmittei an einem Lagerring des Drehlagers befestigt ist, das auf der jeweiligen Achse sitzt.

Im Hinblick auf das dynamische Verhalten des Fahrzeugs im Fährbetrieb besteht das grundsätzliche Bestreben, das Gewicht einer Bremsscheibe zu minimieren. Gleichzeitig sollen Bremsscheiben auch im Hinblick darauf, dass sie ein Verschleißteil darstellen, kostengünstig herstellbar sein.

Die gewünschte Gewichtsreduzierung konnte dadurch erzielt werden, dass der Reibring und das Halteteil von Bremsscheiben der hier in Rede stehenden Art aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, die an die jeweils im Gebrauch auf sie wirkenden Belastungen optimal angepasst sind. So ist der Reibring von gebauten Bremsscheiben üblicherweise gießtechnisch aus einem

Eisengussmaterial geformt. Auf diese Weise ist nicht nur ihre kostengünstige Massenfertigung ermöglicht, sondern auch ein sowohl gutes

Verschleißverhalten, als auch ein ebenso gutes Verhalten bei der sich während eines Bremsvorgangs einstellenden Erwärmung gewährleistet.

Das Halteteil besteht dagegen üblicherweise aus einem Blechmaterial, dass nicht nur gut formbar ist, sondern auch bei einem Bremsvorgang aufgrund der dem jeweiligen Blechmaterial eigenen Materialeigenschaften eine optimale Übertragung der auftretenden Bremsmomente auf das zu bremsende Rad sicherstellt.

Ein Beispiel für eine in der Fachsprache auch als„Verbundbremsscheibe“ bezeichnete gebaute Bremsscheibe der eingangs angegebenen Art ist aus der EP 2 673 525 B1 bekannt. Diese Bremsscheibe umfasst ein in üblicher Weise als Bremsscheibentopf ausgebildetes Halteteil und zumindest einen

zugehörigen Bremsring, wobei das Halteteil und der Bremsring mittels eines Fügeprozesses miteinander verbunden sind. Dazu weist der Bremsring am Umfang seiner Innenöffnung ein Zahnprofil auf, das in einem Fügebereich in ein am Außenumfang des Halteteils ausgebildetes Zahnprofil eingreift. Die

Bremsscheibentopf-Zahnflanken des Halteteil-Zahnprofiles sowie die

Bremsring-Zahnflanken des Bremsring-Zahnprofiles haben dabei im

Fügebereich unterschiedliche Passformen. Gleichzeitig besitzt das topfförmige Halteteil vor dem Fügeprozess eine konische Grundform und einen zu seinem offenen Ende hin größer werdenden Bezugsdurchmesser der Verzahnung, so dass das Halteteil beim Einpressen seines umfangsseitigen Zahnprofils in das Zahnprofil des Bremsrings verformt wird. Auf diese Weise soll die axial in Richtung der Öffnung des topfförmigen Halteteils zunehmende Elastizität kompensiert und auch in axialer Richtung ein gleichmäßiger T raganteil erzielt werden. Während des Fügeprozesses erfährt somit zumindest das Halteteil im Fügebereich eine elastische sowie eine elastisch-plastische Verformung. Die ineinander greifenden Zahnprofile des Reibrings und des Halteteils bilden somit Formelemente, die über Bremsring und Halteteile formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei diese formschlüssige Verbindung bei dem hier erläuterten Beispiel einer bekannten Bremsscheibe in Folge der beim Fügen von Bremsscheibe und Halteteil eingetretenen Verformung des Halteteils durch einen Kraftschluss unterstützt wird. Dabei soll durch diese besondere Art und Weise der Fixierung des Bremsrings an dem Halteteil eine höhere und effizientere Werkstoffausnutzung erzielt werden als bei konventionell elastischer Auslegung.

Vor dem Hintergrund des Standes der Technik bestand die Aufgabe, eine gebaute Bremsscheibe der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der sich die Vorteile von derartigen Bremsscheiben bei vereinfachter Fertigung unverändert nutzen lassen.

Ebenso sollte ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen gebauten

Bremsscheibe genannt werden.

Die Erfindung hat diese Aufgabe durch eine Bremsscheibe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Eine derart gestaltete Bremsscheibe kann dabei in der in Anspruch 10 angegebenen erfindungsgemäßen Weise hergestellt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.

Eine erfindungsgemäße gebaute Bremsscheibe umfasst in Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik einen Reibring, der eine Innenöffnung umgrenzt, und ein aus einem Blechmaterial geformtes Halteteil umfasst, das mit einem Seitenwandabschnitt, der sich in einer Richtung erstreckt, die parallel zur Drehachse ausgerichtet ist, um die die Bremsscheibe sich im Betrieb dreht, in der Innenöffnung des Reibrings sitzt, wobei der Reibring und das Halteteil durch an dem Reibring und an dem Halteteil jeweils vorgesehene, formschlüssig zusammenwirkende Formschlusselemente fest miteinander verbunden sind.

Erfindungsgemäß ist nun in die Innenumfangsfläche der Innenöffnung mindestens eine als eines der Formschlusselemente dienende Vertiefung eingeformt, wobei das Halteteil mit dem Reibring drehfest durch einen

Vorsprung verkoppelt ist, der durch Eindrücken von Material des

Seitenwandabschnitts des Halteteils in die Vertiefung gebildet ist und als zweites Formschlusselement mit der Vertiefung mindestens in Umfangsrichtung der Innenöffnung formschlüssig fest verkoppelt ist.

Bei einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist somit die drehfeste Verbindung zwischen Reibring und Halteteil dadurch hergestellt, dass, nachdem das Halteteil mit seinem Seitenwandabschnitt in die Innenöffnung des Reibrings eingeführt worden ist, in einer Umformoperation aus dem Blechmaterial des Seitenwandabschnitts ein Vorsprung geformt wird, der in die Vertiefung greift, die in die Innenumfangsfläche des Halteteils eingeformt ist. Die erfindungsgemäße Gestaltung einer Bremsscheibe hat dabei aus fertigungstechnischer Sicht den Vorteil, dass das Formschlusselement, nämlich der in die Vertiefung des Reibrings greifende Vorsprung des Halteteils, erst hergestellt wird, wenn Reibring und Halteteil bereits gefügt sind. Auf diese Weise wird eine passgenaue drehfeste Verbindung von Reibring und Halteteil erhalten, ohne dass eine aufwändige Vorbearbeitung erforderlich ist, bei der die Außenform des Halteteils exakt an die Form und Position der Vertiefung innerhalb der Innenöffnung des Reibrings angepasst werden muss.

Die erfindungsgemäße Gestaltung einer Bremsscheibe erlaubt somit eine deutlich vereinfachte Fertigung, wobei durch das erfindungsgemäße

Ineinandergreifen von Halteteil und Reibring eine unverändert betriebssichere drehfeste Verkopplung dieser beiden die Bremsscheibe bildenden

Komponenten gewährleistet ist.

Der erfindungsgemäßen Gestaltung einer Bremsscheibe entsprechend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer solchen Bremsscheibe folgende Arbeitsschritte:

- Bereitstellen eines Halteteils, das einen Seitenwandabschnitt aufweist, mit dem das Halteteil in die Innenöffnung des Reibrings einfügbar ist;

- Positionieren des Halteteils mit seinem Seitenwandabschnitt in die

Innenöffnung des Reibrings;

- Eindrücken von Material des Seitenwandabschnitts des Halteteils in die in die Innenumfangsfläche der Innenöffnung eingeformte Vertiefung, um den in die Vertiefung greifenden Vorsprung zu bilden, über den das Halteteil durch Formschluss mit der Vertiefung in Umfangsrichtung der Innenöffnung drehfest mit dem Reibring verbunden ist. Um größere Bremsmomente aufnehmen zu können und die bei einer Bremsung vom Halteteil aufzunehmenden Bremsmomente gleichmäßiger auf das Halteteil zu übertragen, kann es zweckmäßig sein, wenn in die Innenumfangsfläche der Innenöffnung des Reibrings zwei oder mehr Vertiefungen eingeformt sind, in die jeweils ein Vorsprung aus Material des Halteteils gedrückt ist. Dabei sind die Vertiefungen und die in sie greifenden Vertiefungen optimaler Weise in gleichmäßigen Winkelabständen um die Drehachse der Bremsscheibe verteilt, um eine entsprechend gleichmäßige Einleitung der Belastungen in das Halteteil zu ermöglichen. So können beispielsweise mindestens 24 Vertiefungen mit in sie jeweils hinein gedrückten Vorsprüngen des Halteteils vorgesehen sein.

Die in radialer Richtung gemessene Tiefe T der Vertiefungen beträgt dabei beispielsweise bis zu 7 mm, insbesondere bis zu 5 mm, wobei eine Mindesttiefe T von 2 mm eine sichere Anbindung gewährleistet, wogegen die parallel zur Drehachse X der Bremsscheibe 12 ausgerichtete axiale Erstreckung der Vertiefungen bis zu 20 mm, insbesondere bis zu 18 mm beträgt, wobei eine axiale Erstreckung von mindestens 12 mm eine sichere Anbindung

gewährleistet.

Unabhängig davon gilt für das aus der Tiefe T und dem Innendurchmesser Di der von der Innenumfangsfläche umgrenzten Innenöffnung des Reibrings gebildete Verhältnis T/Di vorteilhafterweise 0,0125 ä T/Di < 0,02. Beispielsweise liegt bei einem Durchmesser Di von 240 mm die optimale Tiefe T somit bei 3 - 5 mm.

Die drehfeste Verbindung zwischen dem Reibring und dem Halteteii kann zusätzlich dadurch gesichert werden, dass die in die Innenumfangsfläche der Innenöffnung eingeformte Vertiefung mindestens einen gegenüber ihrer zur Innenöffnung des Reibrings gerichteten Öffnung hinterschnittenen Bereich aufweist. Beim Eindrücken des Vorsprungs in die jeweilige Vertiefung fließt das Blechmaterial des Seitenwandabschnitts des Halteteils in den hinterschnittenen Bereich, so dass der Formschluss nicht nur in Umfangsrichtung der Bremsscheibe, sondern auch in radialer Richtung hergestellt und der spielfreie Sitz zwischen Reibring und Halteteil auch über eine lange Einsatzdauer gesichert ist. Zu diesem Zweck kann die Vertiefung in einem Schnitt quer zur Drehachse trapezförmig sein, wobei die kleinere der G rund seiten des T rapezes der Öffnung der Vertiefung zugeordnet ist. Die dann zwischen der Grundfläche und den seitlichen Begrenzungsflächen der Vertiefung eingeschlossenen Zwickelbereiche stellen die Hinterschnitte dar, die beim Eindrücken des

Vorsprungs mit Blechmaterial gefüllt werden.

Eine die präzise Positionierung des Halteteils in der Innenöffnung des Reibrings unterstützende und gleichzeitig den Reibring auch in einer Verschieberichtung, die achsparallel zur Drehachse der Bremsscheibe ausgerichtet ist, festlegende Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass die in die Innenumfangsfläche der Innenöffnung eingebrachten Vertiefungen sich nur über einen Bruchteil der Breite der Innenumfangsfläche erstrecken.

Die Vertiefungen sind bei dieser Ausgestaltung auch in axialer Richtung mindestens an einer ihrer Seiten beispielsweise durch Material des Reibrings begrenzt. Der dort zwischen der jeweils zugeordneten Stirnseite des Reibrings und der Vertiefung vorhandene Steg stellt einen Anschlag dar, der verhindert, dass sich das Halteteil in einer parallel zur Drehachse der Bremsscheibe und von der Vertiefung in Richtung des Steges gerichteten Bewegung relativ zum Reibring verschieben kann. Vorteilhafterweise ist dabei die Vertiefung so in die Innenumfangsfläche der Innenöffnung des Reibrings eingebracht, dass sie an ihren beiden axialen Enden durch jeweils einen Steg begrenzt ist. Auf diese Weise lässt sich das Halteelement in beiden achsparallel zur Bewegungsachse ausgerichteten Verschieberichtungen im Reibring fixieren.

Dabei kann die Innenöffnung in dem Bereich, in dem ihre Innenumfangsflächen jeweils von Vertiefungen frei sind, einen kleineren Öffnungsdurchmesser aufweisen als im mit den Vertiefungen versehenen Bereich der Innenumfangsfläche. Dies erlaubt es auf einfache Weise, eine Presspassung zwischen den miteinander in Kontakt kommenden Außenflächen des Halteteils und Innenflächen des Reibrings herzustellen. Darüber hinaus kann im Bereich des von Vertiefungen freien Abschnitts der Innenumfangsfläche ein Anschlag ausgebildet sein, der die Tiefe begrenzt, über die das Halteteil mit seiner Seitenwand in die Innenöffnung des Reibrings geschoben werden kann. Hierzu kann der Anschlag als um die Innenöffnung umlaufender Absatz ausgebildet sein, der beispielsweise an eine der Stirnseiten des Reibrings grenzt.

Grundsätzlich lässt sich bei einer erfindungsgemäß gestalteten Bremsscheibe jede Art von Reibringen verwenden, bei denen in die Innenumfangsfläche der Innenöffnung mindestens eine der erfindungsgemäß vorgesehenen

Vertiefungen eingebracht werden kann. Bei Bremsscheiben mit innenbelüfteten Reibringen erweist es sich dabei als Vorteil, dass solche Reibringe in der Regel im Bereich der Innenumfangsfläche ihrer Innenöffnung eine umlaufende Nut aufweisen, in der die Belüftungskanäle münden. Diese Nut kann bei der spanabhebenden Erzeugung der Vertiefungen als Auslaufzone für das jeweilige spanbearbeitende Werkzeug genutzt werden.

Besonders kostengünstig lassen sich Reibringe für erfindungsgemäße

Bremsscheiben dadurch herstellen, dass die Reibringe gießtechnisch aus einem hierzu in der Praxis bereits bewährten Eisengussmaterial geformt werden. Die gießtechnische Herstellung hat dabei den besonderen Vorteil, dass die erfindungsgemäß vorgesehenen Vertiefungen bereits beim Guss geformt werden können, wobei sich durch Verwendung geeigneter Gießformen und Gießkerne insbesondere auch Vertiefungen mit hinterschnittenen Bereichen problemlos abformen lassen.

Das bei einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe vorgesehene Halteteil kann mindestens im Bereich seines in der Innenöffnung des Reibrings sitzenden Seitenwandabschnitts aus einem für die Herstellung derartiger Halteteile aus dem Stand der Technik bekannten Metallblech, insbesondere einem Stahlblech, bestehen, wobei das Halteteil vorteilhafterweise beispielsweise durch

Tiefziehen eines entsprechend konfektionierten Blechzuschnitts in einem Stück geformt ist.

Das Eindrücken des Vorsprungs des Halteteils in die ihm zugeordnete

Vertiefung in der Innenumfangsfläche des Reibrings kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Blechmaterial des Seitenwandabschnitts von der Innenseite des Seitenwandabschnitts her mittels eines Drückrades oder durch Anwendung eines anderen Rollierverfahrens dieser Art in die Vertiefung gedrückt wird. Alternativ kann das Eindrücken des Vorsprungs auch durch Innenhochdruckumformen erfolgen. Die dazu benötigten Einrichtungen sind aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt.

Wie schon erwähnt, kann es zur Unterstützung eines passgenauen Sitzes des Halteteils in der Innenöffnung des Reibrings vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe zwischen dem Reibring und dem Halteteil eine Presspassung besteht. Hierzu kann der der Innenöffnung des Reibrings zugeordnete Seitenwandabschnitt des bereitgestellten Halteteils gegenüber der Innenöffnung ein Übermaß aufweisen und bei der Herstellung der

Bremsscheibe der Seitenwandabschnitt des Halteteils in die Innenöffnung eingepresst werden, so dass nach dem Eindrücken des Vorsprungs in die Vertiefung zusätzlich zu dem durch den Vorsprung und die Vertiefung hergestellten Formschluss eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Reibring und dem Halteteil besteht. Zu diesem Zweck kann für das aus dem Außendurchmesser Da des Seitenwandabschnitts und dem Innendurchmesser Di der Innenöffnung gebildete Verhältnis Da/Di gelten: 1 ,05 Da/Di < 1 ,2.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. Deren Figuren zeigen jeweils

schematisch: Fig. 1 einen Reibring im für die Montage einer gebauten Bremsscheibe bereitgesteliten Zustand in einer frontalen Ansicht;

Fig. 2 den Reibring gemäß Fig. 1 in einem Schnitt entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie U-U;

Fig. 3 ein Halteteil im für die Montage einer gebauten Bremsscheibe

bereitgestellten Zustand in einer frontalen Ansicht;

Fig. 4 das Halteteil gemäß Fig. 3 in einem Schnitt entlang der in Fig. 3 eingezeichneten Schnittlinie V-V;

Fig. 5 einen ersten Arbeitsschritt bei der Montage einer aus dem Reibring gemäß Fig. 1 ,2 und dem Halteteil gemäß Fig. 3,4

zusammengesetzten Bremsscheibe in einer den Figuren 2 und 4 entsprechenden Schnittdarstellung;

Fig. 6 die Bremsscheibe gemäß Fig. 5 im fertig montierten Zustand;

Fig. 7 die Bremsscheibe gemäß den Figuren 5 und 6 in einem Schnitt entlang der in Fig. 6 eingezeichneten Schnittlinie W-W.

Zur Montage der in den Figuren 6 und 7 im fertig montierten Zustand

dargestellten erfindungsgemäß gebauten Bremsscheibe 1 ist ein

innenbelüfteter Reibring 2 bereitgestellt worden, der aus einem zu diesem Zweck bekannten Eisengusswerkstoff gegossen worden ist und eine kreisrunde Innenöffnung 3 umgrenzt. An beiden Stirnseiten 4,5 des Reibrings 2 ist angrenzend an den äußeren Umfangsrand des Bremsrings 2 jeweils eine ringförmige Reibfläche 6,7 ausgebildet, gegen die im Gebrauch jeweils ein Bremsbelag einer hier nicht gezeigten Bremsanlage des hier ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugs wirkt, an dem die Bremsscheibe 1 zum Gebrauch um eine Drehachse X drehbar montiert ist. Die sich in üblicher Weise in radialer Richtung R erstreckenden

Belüftungskanäle des Reibrings 2 sind in Bezug auf die achsparallel zur Drehachse X gemessene Dicke des Reibrings 2 mittig angeordnet und münden mit ihren der Innenöffnung 3 zugeordneten Öffnungen in einer Ringnut 8, die in die I nnenumfangsfläche 9 der Innenöffnung 3 eingeformt ist und die

Innen umfangsfläche 9 in einen ersten, an die Stirnseite 4 angrenzenden Ringabschnitt 10 und einen an die zweite Stirnseite 5 angrenzenden

Ringabschnitt 11 teilt.

Der Ringabschnitt 11 der I nnenumfangsfläche 9 ist gleichmäßig zylindrisch geformt, wogegen in den Ringabschnitt 10 der Innenumfangsfläche 9 in regelmäßigen Winkelabständen vierundzwanzig Vertiefungen 12 eingeformt sind, die sich achsparallel zur Drehachse X über die Dicke des Ringabschnitts 10 und damit einhergehend über einen Bruchteil der Breite B der

Innenumfangsfläche 9 erstrecken. Die Vertiefungen 12 sind beispielsweise durch eine Fräsbearbeitung spanabhebend erzeugt worden. Hierzu können die Vertiefungen 12 bei der gießtechnischen Erzeugung des Reibrings 2 bereits vorgeformt worden sein.

Die Vertiefungen 12 sind im Schnitt quer zur Drehachse X nach Art eines gleichschenkligen T rapezes geformt, wobei die ihrer Öffnung 13

gegenüberliegende Grundfläche 14 der Vertiefungen 12 jeweils breiter ist ais die Öffnung 13, so dass in den zwischen den Seitenflächen 15,16 der

Vertiefungen 12 eingeschlossenen Zwickelbereichen jeweils eine

Hinterschneidung 17,18 vorhanden ist.

Als weiteres Bauteil für die Montage der Bremsscheibe 1 ist ein in einem Stück durch Tiefziehen aus einem Stahlblechzuschnitt geformtes, topfförmiges Halteteil 19 bereitgestellt worden. Das Stahlblech, aus dem das Halteteil 19 geformt ist, bestand dabei aus einem für die Herstellung solcher Halteteile im Stand der Technik bereits bewährten Stahl und weist einen Boden 20 auf, in den in gleichen Winkelabständen um die Drehachse X verteilt angeordnete Durchgangsöffnungen 21 eingeformt sind, durch die bei der Montage an der Achse des jeweiligen Fahrzeugs hier nicht gezeigte Rad bolzen oder

desgleichen greifen, über die die Befestigung der Bremsscheibe und des an der Achse ebenfalls gelagerten, über die Bremsscheibe 1 gebremsten Rades erfolgt. Zusätzlich weist das Halteteil 19 in seinem Boden 20 eine zentrale Öffnung auf, über die beispielsweise ein Radlager oder desgleichen an der Achse des Fahrzeugs zugänglich ist.

Um den Boden 20 des Halteteils 19 läuft ein zylindrisch geformter

Seitenwandabschnitt 22 um, der ausgehend vom Boden 20 parallel zur

Drehachse X ausgerichtet ist. Die achsparallel zur Drehachse X gemessene Länge L des Seitenwandabschnitts 22 ist größer als die Dicke D des Reibrings 2. Gleichzeitig ist der Außendurchmesser Da des Seitenwandabschnitts 22 um etwa 10 % größer als der Innendurchmesser Di der kreisrunden Innenöffnung 3 im Bereich des von Vertiefungen 12 freien Abschnitts 11 der

Innenumfangsfläche 9, so dass für das Verhältnis Da/Di gilt Da/Di = 1 ,1.

Im ersten Schritt der Montage der Bremsscheibe 1 wird das Halteteil 19 von der Stirnseite 4 her in die Innenöffnung 3 des Reibrings 2 gepresst, bis der stirnseitige Rand 23 des Halteteils 19 bündig zum die Innenöffnung 3

umgrenzenden Randbereich 24 der Stirnseite 5 des Reibrings 2 ausgerichtet ist. Aufgrund des ursprünglichen Übermaßes des Außendurchmessers Da des Halteteils 19 im Bereich seines umlaufenden Seitenwandabschnitts 22 gegenüber dem Innendurchmesser Di der Innenöffnung 3 des Reibrings 2 besteht zwischen dem Abschnitt 11 und den zwischen den Öffnungen 13 der Vertiefungen 12 vorhandenen Teilstücken des Ringabschnitts 10 der

Innenumfangsfläche 9 auf der einen Seite und der Außenfläche 25 des

Seitenwandabschnitts 22 eine definierte Pressung, durch die der Reibring 2 durch Kraftschluss bereits an dem Halteteil 19 in den parallel zur Drehachse X ausgerichteten Verschieberichtungen V1 ,V2 fixiert ist (Fig. 5). Anschließend wird von der offenen Seite des Halteteils 19 her ein

Drückwerkzeug 26 in das Halteteil 19 eingeführt und mittels des

Drückwerkzeugs 26 in einem Rolliervorgang Blechmaterial des

Seitenwandabschnitts 22 in jeder der Vertiefungen 12 eingeformt. Dazu trägt das Drückwerkzeug 26 beispielsweise eine Rolle 27, die in radialer Richtung R gegen die Innenfläche 28 des Seitenwandabschnitts 22 gedrückt und dabei in einer parallel zur Drehachse X ausgerichteten Richtung hin und her bewegt wird, bis sich ein in die jeweilige Vertiefung 12 greifender, die Vertiefung 12 im Wesentlichen ausfüllender Vorsprung 29 gebildet hat.

Das auf diese Weise in die Vertiefungen 12 gedrückte, den jeweiligen

Vorsprung 29 bildende Blechmaterial füllt die Hinterschneidungen 17,18 der Vertiefungen 12 und bewirkt so, dass das Halteteil 19 nicht nur in

Umfangsrichtung U, sondern auch in radialer Richtung R mit dem Reibring 2 formschlüssig verklammert ist.

BEZUGSZEICHEN

1 Bremsscheibe

2 innenbelüfteter Reibring

3 Innenöffnung des Reibrings 2

4,5 Stirnseiten des Reibrings 2

6,7 ringförmige Reibflächen des Reibrings 2

8 Ringnut

9 Innenumfangsfläche der Innenöffnung 3

10,11 Ringabschnitte der Innenumfangsfläche 9

12 Vertiefungen

13 Öffnung der Vertiefungen 12

14 Grundfläche der Vertiefungen 12

15,16 Seitenflächen der Vertiefungen 12

17,18 Hinterschneidungen

19 topfförmiges Halteteil

20 Boden des Halteteils 19

21 Durchgangsöffnungen im Boden 20

22 Seitenwandabschnitt des Halteteils 19

23 stirnseitiger Rand des Halteteils 19

24 die Innenöffnung 3 umgrenzender Randbereich der Stirnseite 5

25 Außenfläche des Seitenwandabschnitts 22

26 Drückwerkzeug in das Halteteil 19

27 Rolle des Drückwerkzeugs 26

28 Innenfläche des Seitenwandabschnitts 22

29 Vorsprung

B Breite der Innenumfangsfläche 9

D Dicke des Reibrings 2

Da Außendurchmesser der Seitenwand 22

Di Innendurchmesser der Innenöffnung 3

L Länge der Seitenwand 22

R radiale Richtung

U Umfangsrichtung

V1 ,V2 Verschieberichtungen

X Drehachse der Bremsscheibe 1

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Gebaute Bremsscheibe, die einen Reibring (2), der eine Innenöffnung (3) umgrenzt, und ein aus einem Blechmaterial geformtes Halteteil (19) umfasst, das mit einem Seitenwandabschnitt (22), der sich in einer

Richtung erstreckt, die parallel zur Drehachse (X) ausgerichtet ist, um die die Bremsscheibe (1) sich im Betrieb dreht, in der Innenöffnung (3) des Reibrings (2) sitzt, wobei der Reibring (2) und das Halteteil (19) durch an dem Reibring (2) und an dem Halteteil (19) jeweils vorgesehene, formschlüssig zusammenwirkende Formschlusselemente fest miteinander verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Innenumfangsfläche (9) der Innenöffnung (3) mindestens eine als eines der Formschlusselemente dienende Vertiefung (12) eingeformt ist und dass das Halteteil (19) mit dem Reibring (2) drehfest durch einen Vorsprung (29) verkoppelt ist, der durch Eindrücken von Material des Seitenwandabschnitts (22) des Halteteils (19) in die Vertiefung (12) gebildet ist und als zweites Formschlusselement mit der Vertiefung (12) mindestens in

Umfangsrichtung (U) der Innenöffnung (3) formschlüssig fest verkoppelt ist.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, d a d u rc h gekennzeichnet, dass in die Innenumfangsfläche (9) der Innenöffnung (3) des Reibrings (2) zwei oder mehr Vertiefungen (12) eingeformt sind, in die jeweils ein Vorsprung (29) aus Material des Halteteils (19) gedrückt ist.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (12) in gleichmäßigen Winkelabständen um die Drehachse (X) der Bremsscheibe (1) verteilt angeordnet sind.

4. Bremsscheibe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (12) mindestens einen gegenüber ihrer zur Innenöffnung (3) des Reibrings (2) gerichteten Öffnung hinterschnittenen Bereich (17,18) aufweist.

5. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (12) in einem Schnitt quer zur Drehachse (X) trapezförmig ist, wobei die kleinere der Grundseiten des Trapezes der Öffnung (13) der Vertiefung (12) zugeordnet ist.

6. Bremsscheibe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Innenumfangsfläche (9) der Innenöffnung (3) eingebrachte Vertiefung (12) sich jeweils nur über einen Bruchteil der Breite (B) der I nnenumfangsfläche (9) erstreckt.

7. Bremsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenöffnung (3) in dem Bereich, in dem ihre

I nnenumfangsfläche (9) von den Vertiefungen (12) frei ist, einen kleineren Öffnungsdurchmesser (Di) aufweist als im mit den Vertiefungen (12) versehenen Bereich der Innenumfangsfläche (9).

8. Bremsscheibe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (2) innenbelüftet ist.

9. Bremsscheibe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (2) aus einem

Eisengusswerkstoff geformt ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9

ausgebildeten Bremsscheibe (1), umfassend folgende Arbeitsschritte:

- Bereitstellen eines Reibrings (2), in dessen Innenumfangsfläche (9) mindestens eine Vertiefung (12) eingebracht ist;

- Bereitstellen eines Halteteils (19), das einen Seitenwandabschnitt (22) aufweist, mit dem das Halteteil (19) in die Innenöffnung (3) des Reibrings (2) einfügbar ist;

- Positionieren des Halteteils (19) mit seinem Seitenwandabschnitt (22) in die Innenöffnung (3) des Reibrings (2);

- Eindrücken von Material des Seitenwandabschnitts (22) des Halteteils (19) in die in die Innenumfangsfläche (9) der Innenöffnung (3) eingeformte Vertiefung (12), um den in die Vertiefung (12) greifenden Vorsprung (29) zu bilden, überden das Halteteil (19) durch Formschluss mit der

Vertiefung (12) in Umfangsrichtung (U) der Innenöffnung (3) drehfest mit dem Reibring (2) verbunden ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindrücken des Materials des Seitenwandabschnitts (22) in die

Vertiefung (12) durch Rollieren erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindrücken des Materials des Seitenwandabschnitts (22) in die Vertiefung (12) durch Innenhochdruckumformen erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch

gekennzeichnet, dass die Vertiefung (12) spanabhebend in die Innenumfangsfläche (9) der Innenöffnung (3) eingeformt wird,

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch

gekennzeichnet, dass der der Innenöffnung (3) des Reibrings (2) zugeordnete Seitenwandabschnitt (22) des bereitgestellten Halteteils (19) gegenüber der Innenöffnung (3) ein Übermaß aufweist und dass der Seitenwandabschnitt (22) des Halteteils (19) in die Innenöffnung (3) eingepresst wird, so dass nach dem Eindrücken des Vorsprungs (29) in die Vertiefung (12) zusätzlich zu dem durch den Vorsprung (29) und die Vertiefung (12) hergestellten Formschluss eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Reibring (2) und dem Halteteil (19) besteht.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für das aus dem Außendurchmesser Da des Seitenwandabschnitts (22) des Halteteils (19) und dem Innendurchmesser Di der Innenöffnung (3) des Reibrings (2) gebildete Verhältnis Da/Di gilt: 1,05 < Da/Di < 1,2.