DE10157283C1

DE10157283C1 - Bremsscheibe,vorzugsweise zum Einbau in ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10157283C1
Application number: DE2001157283
Authority: DE
Inventors: Roland Martin
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2021-11-23

Abstract

Diese Bremsscheibe umfasst eine Bremsringvorrichtung aus keramischem Verbundwerkstoff, die unter Vermittlung von Schrauben mit einem Bremsscheibentopf verbunden ist. DOLLAR A Zur Festigkeitsoptimierung der Bremsscheibe sind an der Bremsringvorrichtung und dem Bremsscheibentopf formschlüssig ineinandergreifende Verbindungseinrichtungen vorgesehen, die mittels Haltemitteln und den Schrauben in Lage gehalten sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe, vorzugsweise zum Einbau in ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist eine Bremsscheibe bekannt, DE 297 10 533 U1, bei der eine Nabe einer Radwelle oder eines Rades mit einer Reibscheibe aus keramischen Verbundwerkstoff verbunden ist. Die Nabe ist mit einem Ringflansch versehen, an den ein Reibring der Bremsscheibe herangeführt ist. Zwischen Ringflansch und Reibring sind Befestigungsschrauben wirksam.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbindung zwischen der Bremsringvorrichtung und dem Bremsscheibentopf so zu gestalten, dass sie insbesondere im Bereich der aus keramischen Verbundwerkstoff bestehenden Bremsringvorrichtung bezüglich Festigkeit hohen Beanspruchungen standhält.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass die formschlüssig ineinandergreifenden Verbindungseinrichtungen einen hochbelastbaren Zusammenbau des Bremsscheibentopfs und der Bremsringvorrichtung sicherstellt, wobei mit den im wesentlichen ohne Querschnittsschwächungen auskommenden Verbindungsvorrichtungen auch den werkstoffspezifischen Eigenschaften der ja aus keramischem Verbundwerkstoff bestehenden Bremsringvorrichtung Rechnung getragen wird. Die Verbindungseinrichtungen sind mit vertretbarem Aufwand herstellbar und zeichnen sich durch gute Funktionalität aus, weil sie nach Art ineinandergreifender aus Zapfen und Mitnehmervorrichtung bestehender Elemente einer Klauenkupplung ausgebildet sind.

Die Bremsringvorrichtung umfasst zwei in axialer Richtung beabstandete Bremsscheibenringe, die durch mehrere radiale Stege miteinander verbunden sind, wobei an den Stegen auf konstruktiv vorteilhafte Weise die Zapfen als Verlängerung angebracht sind; jeder Zapfen ist zur weiteren Festigkeitsoptimierung gegenüber der zugehörigen Rippe als Verdickung ausgeführt. Diese Zapfen greifen funktionsgerecht in Mitnehmerelemente der Mitnehmervorrichtung ein, welche Zapfen sich mit einfachen Mitteln am Bremsscheibentopf ausbilden lassen. Schließlich sind die Haltemittel leicht darstellbar und wirken bei entsprechender Konstruktion hochwirksam d. h. lagesichernd, u. a. unter Vorspannung, mit den Zapfen zusammen.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher beschrieben ist.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Hauptansicht einer Bremsscheibe nach der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 eine Einzelheit X der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 5 eine Einzelheit Y der Fig. 4 in größerem Maßstab,

Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 5 mit einer anderen Ausführungsform,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 4,

Fig. 8 eine Einzelheit Z der Fig. 7 und

Fig. 9 eine Ansicht in Pfeilrichtung A der Fig. 8.

Eine Bremsscheibe 1 einer nicht näher dargestellten Bremsanlage ist zum Einbau in ein Kraftfahrzeug geeignet, besteht aus keramischem Verbundwerkstoff und umfasst eine Bremsringvorrichtung 2 und einen Bremsscheibentopf 3. Die Bremsringvorrichtung 2 weist zwei in axialer Richtung B-B beabstandete Bremsscheibenringe 4, 5 - Fig. 2 - auf, die durch mehrere radial bzw. nach Art von Evolventen verlaufende Rippen 6 miteinander verbunden sind. Die mit einer Perforierung 7 versehenen Bremsscheibenringe 4, 5 sind zwischen den Rippen 6 mit Kühlkanälen 8 versehen, und sie werden geometrisch durch ein Zentrum Zm, einen Innendurchmesser Id und einen Außendurchmesser Ad definiert.

Die Bremsringvorrichtung 2 und der Bremsscheibentopf 3 sind unter Vermittlung von ein oder mehreren ineinandergreifenden Verbindungseinrichtungen 9 zusammengesetzt und werden mittels Haltemitteln 10 und Schrauben 11, 12 in Lage gehalten. Die Verbindungseinrichtungen 9 sind nach Art von ineinandergreifenden Elementen 13 einer Klauenkupplung ausgebildet, die in axialer Richtung B-B einerseits von dem Bremsscheibentopf 3 und andererseits von den Haltemitteln 10 begrenzt werden. Die ineinandergreifenden Elemente 13 umfassen jeweils einen Zapfen 14, der in eine Mitnehmervorrichtung 15 hineinragt. Der Zapfen 14, der gegenüber der eine Dicke Di aufweisenden Rippe 6 als eine die Festigkeit erhöhenden Verdickung 16 ausgeführt ist, wird durch eine vom Innendurchmesser Id in Richtung Zentrum Z verlaufende radiale Verlängerung 17 von zumindest einem Teil der Rippen 6 der Bremsringvorrichtung 2 gebildet. Außerdem greift der Zapfen 14 in mit Abstand zueinander angeordnete Mitnehmerelemente 18, 19 der Mitnehmervorrichtung 15 des Bremsscheibentopfs 3 ein. Die Mitnehmerelemente 18, 19 sind als seitliche Erweiterungen eines Ringflansches 20 des Bremsscheibentopfs 3 ausgeführt. Dabei können zumindest die den Zapfenseiten 21 und 22 des Zapfens 14 zugekehrten Begrenzungen 23 und 24 der Mitnehmerelemente 18, 19 ballig sein.

Die Mitnehmerelemente 18, 19 werden durch in den Ringflansch 20 eingebrachte Bolzen 25, 26 - Fig. 7 - gebildet, die auf der den Zapfenseiten 21 und 22 zugekehrten Begrenzungen 27 über Linienkontakt Lk - Fig. 5 oder Flächenkontakt Fk - Fig. 6 - zusammenarbeiten; bei Flächenkontakt Fk weist der Bolzen 25 ein Abflachung 28 auf.

Die Mitnehmerelemente 18, 19 bzw. Bolzen 25, 26 nehmen auf ihren freien Seiten 29 Halteelemente 10 auf, die mittels den in Gewinde 30, 31 der Mitnehmerelemente 18, 19 bzw. der Bolzen 25, 26 eingedrehten Schrauben 11, 12 befestigt sind. Das Halteelement 10 ist als eine die offene Seite 32 der Mitnehmervorrichtung 15 verschließende Schließplatte 33 ausgebildet, die im Bereich einer Zapfenwand 34 des Zapfens 14 mit einer sich an besagter Zapfenwand 34 abstützenden konkaven bspw. bogenförmigen Ausformung 35 versehen ist. Von der Ausformung 35 der Schließplatte 33 weggeführt sind Stegabschnitte 36, 37 - Fig. 7 -, die zur Erzeugung einer Vorspannung in ihrer späteren Einbaulage El in der dieser vorausgehenden Konstruktionslage Kl im spitzen Winkel α zu einer parallel zur Zapfenwand 34 sich erstreckenden Ebene E verlaufen. Schließlich sind an freien Enden 38, 39 der Schließplatte 33 Abwinkelungen 42, 41 versehen, die formschlüssig mit den Bolzen 25, 26 zusammenarbeiten.

Claims

1. Bremsscheibe, vorzugsweise zum Einbau in ein Kraftfahrzeug, die eine Bremsringvorrichtung (2) aus keramischem Verbundwerkstoff und zwei in axialer Richtung beabstandete, ein Zentrum, einen Innendurchmesser (Id) und einen Außendurchmesser (Ad) aufweisende Bremsscheibenringe (4, 5) umfasst, die durch mehrere bspw. radial verlaufende Stege miteinander verbunden sind, welche Bremsringvorrichtung unter Vermittlung von Schrauben (11, 12) mit einem Bremsscheibentopf (3) verbunden ist, wobei an der Bremsringvorrichtung (2) und dem Bremsscheibentopf (3) formschlüssig ineinandergreifende Verbindungseinrichtungen (9) vorgesehen sind, die mittels Haltemitteln (10) und den Schrauben (11, 12) in Lage gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen (9) nach Art von ineinandergreifenden Elementen (13) einer Klauenkupplung ausgebildet sind, die in axialer Richtung (B-B) einerseits von dem Bremsscheibentopf (3) und andererseits von den Halteelementen (10) und den Schrauben (11, 12) gesichert sind und jeweils einen Zapfen (14) umfassen, der in eine Mitnehmervorrichtung (15) hineinragt, wobei der Zapfen (14) als eine vom Innendurchmesser (Id) in Richtung Zentrum (Zm) verlaufende, radiale Verlängerung (17) an einem oder mehreren der Rippen (6) ausgebildet ist und in mit Abstand zueinander angeordnete Mitnehmerelemente (18, 19) der Mitnehmervorrichtung (15) des Bremsscheibentopfs (3) eingreift.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerelemente (18, 19) als Erweiterungen des Bremsscheibentopfs (3) ausgebildet sind.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest den Mitnehmerelementen (18, 19) zugekehrte Zapfenseiten (21, 22) des Zapfens (14) in Längsrichtung der Zapfenseiten (21, 22) ballig ausgeführt sind.

4. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerelemente (18, 19) durch in den Bremsscheibentopf (3) eingebrachte Bolzen (25, 26) gebildet werden.

5. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Bolzen (25 oder 26) mit einer Begrenzung (27) durch Flächenkontakt (Fk) oder Linienkontakt (Lk) mit einer Zapfenseite (21 oder 22) des Zapfens (14) zusammenarbeitet.

6. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (14) gegenüber der Rippe (6) als Verdickung (16) ausgeführt ist.

7. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerelemente (18, 19) auf ihren freien Seiten (29) das den Zapfen (14) in axialer Richtung (B) sichernde Haltemittel (10) unter Vermittlung der Schrauben (11, 12) aufnehmen.

8. Bremsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (10) eine Schließplatte (33) ist und die Schrauben (11, 12) in Gewinde (30,31) der Mitnehmerelemente (18, 19) eingedreht sind.

9. Bremsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließplatte (33) sich im Bereich des Zapfens (14) an einer Zapfenwand (34) mit einer bspw. konkaven Ausformung (35) abstützt.

10. Bremsscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließplatte (33) von der Ausformung (35) weggeführte Stegabschnitte (36, 37) aufweist, die zur Erzeugung einer Vorspannung in der Einbaulage (El) in der Konstruktionslage (Kl) im spitzen Winkel (α) zu einer parallel zur Zapfenwand (34) sich erstreckenden Ebene (E) verlaufen.

11. Bremsscheibe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließplatte (33) an ihren freien Enden (38, 39) abgewinkelte Stegabschnitte (36, 37) besitzt, die formschlüssig mit den Mitnehmerelementen (18, 19) bzw. Bolzen (25, 26) zusammenwirken.