DE10162687A1

DE10162687A1 - Brake disc has friction rings connected rotationally secured to support with a guide and seal inbetween to keep out dirt and prevent corrosion

Info

Publication number: DE10162687A1
Application number: DE2001162687
Authority: DE
Inventors: Andreas Doell
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-03

Abstract

The brake disc has an axially fixed support (3) and several friction rings (10) with at least one guided axially displaceable on the support through a guide (4) which has between the support and friction ring a seal (6) such as a folding bellows to seal off the surroundings of the brake disc and keep out dirt and prevent corrosion. At least one friction ring can be formed integral with the support. The support can be a separate component mounted rotationally secured on an axially secured wheel hub (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe eines Kraftfahrzeugs mit einem achsfesten Träger und mehreren verdrehfest mit dem Träger verbundenen Reibringen, wobei zumindest ein Reibring in Achsrichtung verschiebbar auf dem Träger geführt ist. The invention relates to a brake disc Motor vehicle with an axially fixed carrier and several torsion-proof friction rings connected to the carrier, at least one Friction ring guided in the axial direction on the carrier is.

Die WO 00/42332 A1 beschreibt beispielsweise eine Bremsscheibenanordnung einer Kraftfahrzeugscheibenbremse mit einem achsfesten Träger, an dem zwei Reibringe in Umfangsrichtung verdrehfest sowie in Achsrichtung verschiebbar angeordnet sind. Dabei ist der Träger zusammen mit den Reibringen an eine Rotationsbewegung einer Fahrzeugachse gekoppelt. Die Reibringe wirken tribologisch mit zugehörigen Bremsbelägen einer entsprechenden Kraftfahrzeugscheibenbremse zusammen. Dazu sind die Bremsbeläge in Achsrichtung verschiebbar an einem Bremssattel der Kraftfahrzeugscheibenbremse gelagert. Während einer Bremsbetätigung wird das aus Reibringen und Bremsbelägen bestehende Reibpaket zur Erzielung der tribologischen Bremswirkung zusammengedrückt. Sowohl die Bremsbeläge als auch die Reibringen durchlaufen dabei einen axialen Verschiebeweg. Im täglichen Bremsenbetrieb gestaltet es sich jedoch als äußerst schwierig diese Verschiebbarkeit für jeden Betriebszustand der Kraftfahrzeugscheibenbremse sicherzustellen. Dies gilt in besonderem Maße auch für die Reibringen in ihren Führungen am Träger. Das Auftreten von Korrosion und Verschmutzungen an den Reibringführungen kann die gesamte Bremsfunktion beeinträchtigen. WO 00/42332 A1 describes, for example Brake disc arrangement of a motor vehicle disc brake with an axially fixed carrier, on which two friction rings in The circumferential direction is non-rotatable and displaceable in the axial direction are arranged. The carrier is together with the friction rings coupled to a rotational movement of a vehicle axle. The Friction rings act tribologically with the associated brake pads a corresponding motor vehicle disc brake together. For this purpose, the brake pads can be moved in the axial direction a caliper of the motor vehicle disc brake mounted. During a brake application, this becomes from friction rings and Brake pads existing friction package to achieve the tribological braking effect compressed. Both the Brake pads as well as the friction rings pass through an axial one Displacement. It works in daily brake operation however, this displaceability is extremely difficult for every operating state of the motor vehicle disc brake sure. This applies particularly to the Friction rings in their guides on the carrier. The appearance of Corrosion and dirt on the friction ring guides can affect the entire braking function.

Ausgehend davon, ist es die Aufgabe der Erfindung eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit einem achsfesten Träger und wenigstens einem verschiebbar am Träger angeordneten Reibring anzugeben, bei dem die verschiebbare Führung des Reibrings am Träger auf Dauer verbessert ist. Based on this, it is the object of the invention Brake disc for a motor vehicle with an axially fixed Carrier and at least one slidably arranged on the carrier Specify friction ring, in which the sliding guide of the Friction rings on the wearer is permanently improved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1. Danach umfasst die Bremsscheibe einen achsfesten Träger, mit mehreren in Umfangsrichtung verdrehfest mit dem Träger verbundenen Reibringen, von denen wenigstens einer axial verschiebbar am Träger geführt ist. Zur dauerhaften Verbesserung der verschiebbaren Reibringlagerung ist die Führung zwischen Träger und Reibring mit einer gegenüber der Bremsscheibenumgebung wirksamen Abdichtung versehen ist. Die Abdichtung verhindert innerhalb der Führung die Ablagerung von Verschmutzungen sowie das Auftreten von Korrosion. This task is solved by a brake disc for one Motor vehicle according to claim 1. Thereafter, the Brake disc an axially fixed carrier, with several in Circumferentially rotatably connected to the carrier Friction rings, at least one of which is axially displaceable on Carrier is guided. To permanently improve the sliding friction ring bearing is the guide between the carrier and friction ring with a compared to the brake disc environment effective sealing is provided. The seal prevents the deposition of dirt within the guide as well as the occurrence of corrosion.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremsscheibe ist die Abdichtung zwischen dem Träger und dem Reibring angeordnet, wobei ein erstes verwendetes Dichtelement mit einem ersten Ende am Träger und mit einem zweiten Ende am Reibring befestigt ist. Zur Abschirmung des Zwischenraumes zwischen zwei Reibringen ist die Abdichtung außerdem in Form eines zweiten Dichtelementes an beiden Reibringen befestigt. Damit wird die Führung wirksam gegenüber den Umgebungsbedingungen abgeschirmt. According to a preferred embodiment of the brake disc the seal between the carrier and the friction ring arranged, a first sealing element used with a first end on the carrier and with a second end on the friction ring is attached. To shield the space between two friction rings, the seal is also in the form of a second sealing element attached to both friction rings. In order to the guidance becomes effective against the environmental conditions shielded.

Als vorteilhaften Ausführung der Abdichtung eignet sich vor allem ein Faltenbalg bzw. mehrere Faltenbälge. Solche Faltenbälge sind mit ihren Endabschnitten am Reibring bzw. Träger befestigt und können damit dem axialen Verschiebeweg der Reibringe folgen. Dazu ist jeder Faltenbalg insbesondere aus einem elastischen Werkstoff, z. B. Kunststoff bzw. Gummi, oder Metall hergestellt. As an advantageous embodiment of the seal is suitable especially a bellows or several bellows. Such Bellows are with their end sections on the friction ring or Carrier attached and can thus the axial displacement of Follow friction rings. For this purpose, each bellows is made of an elastic material, e.g. B. plastic or rubber, or made of metal.

Eine weitere Verbesserung der dauerhaften Leichtgängigkeit der Reibringführung ergibt sich dadurch, dass die Führung zwischen Reibring und Träger im Innenbereich der Abdichtung mit Schmiermittel versehen ist. Besonders vorteilhafte Schmiermittel enthalten hierbei Fett-, Öl- oder Feststoffschmiermittel-Bestandteile. Another improvement in long-term smoothness the friction ring guide results from the fact that the guide between friction ring and carrier in the interior of the seal is lubricated. Particularly advantageous Lubricants contain grease, oil or Solid lubricant components.

Eine sinnvolle Variante der Bremsscheibe sieht vor, dass zumindest ein Reibring einstückig mit dem Träger verbunden ist. Damit sind zumindest nicht alle Reibringe axial verschiebbar am Träger gelagert, so dass sich das Problem der dauerhaft leichtgängigen Reibringführung nicht so stark auswirkt. Der mittels der Abdichtung abzuschirmende Bereich der Führung fällt demnach nicht so groß aus. A sensible variant of the brake disc provides that at least one friction ring integrally connected to the carrier is. At least not all of the friction rings are axial slidably mounted on the carrier, so that the problem of permanently smooth friction ring guide not so strong effect. The area to be shielded by means of the seal Leadership is therefore not that big.

Eine weitere vorteilhafte Bremsscheibenausführung wird dadurch erreicht, dass der Träger einstückig mit einer achsfesten Radnabe verbunden ist. Dies reduziert den Bauteilaufwand und spart gleichzeitig Gewicht. Alternativ dazu ist es jedoch selbstverständlich möglich, den Träger als separates Bauteil auszubilden und verdrehfest mit der achsfesten Radnabe zu verbinden. Damit wird eine äußerst flexibel einsetzbare, baukastenartige Konstruktion der Bremsscheibe geschaffen. Another advantageous brake disc design is achieved in that the carrier in one piece with a axially fixed wheel hub is connected. This reduces the Component effort while saving weight. Alternatively, it is however of course possible, the carrier as a separate Train component and twist-proof with the axially fixed Connect wheel hub. This makes it extremely flexible usable, modular construction of the brake disc created.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen in den Figuren zu entnehmen und werden im folgenden näher erläutert. Further useful details of the invention are the Embodiments can be seen in the figures and are in following explained in more detail.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine Bremsscheibenausführung mit einem in eine Radnabe integrierten Träger und zwei verschiebbar geführten Reibringen in Schnittdarstellung; Figure 1 is a brake disk version with an integrated in a wheel hub carrier and two friction rings displaceably guided in a sectional view.

Fig. 2 eine Bremsscheibenausführung mit einem separaten Träger und einem verschiebbar geführten Reibring in Schnittdarstellung, Fig. 2 shows an embodiment with a separate brake disc carrier and a movably guided friction ring in a sectional representation,

Fig. 3-4 zwei alternative Bremsscheibenausführungen jeweils mit einem separaten Träger und zwei verschiebbar geführten Reibringen in Schnittdarstellung. Fig. 3-4 two alternative brake disc designs each with a separate carrier and two sliding friction rings in a sectional view.

Die in den Fig. 1-4 gezeigte Bremsscheibe 1 für Kraftfahrzeuge umfasst einen mit einer achsfesten Radnabe 2 in Umfangsrichtung einer Fahrzeugachse verdrehfest verbundenen Träger 3, an dem mehrere Reibringe 10, 11 in Umfangsrichtung verdrehfest angeordnet sind, wobei zumindest ein Reibring 10 axial verschiebbar am Träger 3 gelagert ist. Die Radnabe 2 ist über eine Radlager 7 drehbar an einem nicht gezeigten fahrzeugfesten Bauteil, z. B. einem Achsschenkel, gelagert. Die Reibringe 10, 11 dienen dabei dem tribologischen Zusammenwirken mit zugehörigen Bremsbelägen 8, 9 einer nicht gezeigten Scheibenbremse. Derartige Anordnungen mit mehreren Reibringen 10, 11 und zugehörigen Bremsbelägen 8, 9 ermöglichen hohe Bremsmomente bei relativ geringen Bremszuspannkräften und sind demzufolge insbesondere bei Hochleistungsbremsen sinnvoll einsetzbar. Voraussetzung dafür ist die axial verschiebbare Lagerung oder Führung 4 zumindest eines Reibrings 10 am Träger 3. Dabei ist die Führung 4 vorzugsweise als radiale Verzahnung ausgebildet. Eine solche Verzahnung 4 umfasst radial vorstehende Zähne 5 am Träger 3 bzw. Reibring 10, die sich in zugehörige radiale Ausnehmungen im Reibring 10 bzw. Träger 3 erstrecken. The brake disc 1 for motor vehicles shown in FIGS . 1-4 comprises a carrier 3 , which is connected to an axially fixed wheel hub 2 in the circumferential direction of a vehicle axle, on which a plurality of friction rings 10 , 11 are arranged in a rotationally fixed manner, at least one friction ring 10 being axially displaceable on Carrier 3 is stored. The wheel hub 2 is rotatable via a wheel bearing 7 on a vehicle-fixed component, not shown, for. B. a steering knuckle. The friction rings 10 , 11 serve the tribological interaction with associated brake pads 8 , 9 of a disc brake, not shown. Such arrangements with a plurality of friction rings 10 , 11 and associated brake linings 8 , 9 enable high braking torques with relatively low brake application forces and are consequently usable in particular with high-performance brakes. The prerequisite for this is the axially displaceable mounting or guide 4 of at least one friction ring 10 on the carrier 3 . The guide 4 is preferably designed as a radial toothing. Such toothing 4 comprises radially projecting teeth 5 on the carrier 3 or friction ring 10 , which extend into associated radial recesses in the friction ring 10 or carrier 3 .

Um eine dauerhafte Leichtgängigkeit der Führung 4 zu gewährleisten ist die Führung 4 mittels einer Abdichtung 6 gegenüber der Bremsscheibenumgebung abgekapselt. Dies verhindert die Ablagerung von Verschmutzungen und die Auswirkung von Korrosion innerhalb der Führung 4. Über die gesamte Lebenszeit der Reibringe 10, 11 wird somit die leichtgängige Reibringführung gewährleistet. Eine weiter Verbesserung der Führung 4 erzielt man dadurch, dass man Schmiermittel in der Führung 4 verwendet. Dazu eignen sich besonders fett- und ölhaltige Schmiermittel sowie Feststoffschmiermittel. In order to ensure that the guide 4 runs smoothly in the long term, the guide 4 is encapsulated from the surroundings of the brake disc by means of a seal 6 . This prevents the accumulation of dirt and the effect of corrosion within the guide 4 . The smooth-running friction ring guidance is thus guaranteed over the entire lifetime of the friction rings 10 , 11 . A further improvement of the guide 4 is achieved by using lubricant in the guide 4 . Lubricants containing grease and oil and solid lubricants are particularly suitable for this.

Die Abdichtung 6 umfasst vorzugsweise mehrere Dichtelemente 13, 16, die zwischen dem Reibring 10 und dem Träger 3 bzw. zwischen zwei Reibringen 10, 11 wirksam sind. Dabei sind die Dichtelemente als Faltenbälge 13, 16 ausgebildet, die dem axialen Verschiebeweg der Reibringe 10 folgen können. Solche Faltenbälge 13, 16 bestehen insbesondere aus Metall, elastischen Kunststoffen oder Gummi, wobei die Alterungs- und Hitzebeständigkeit der verwendeten Materialien bedeutsam ist. Ein erster Faltenbalg 16 dichtet zwischen dem Reibring 10 und dem Träger 3 ab und ist dazu mit einem ersten Ende 17 am Träger 3 und einem zweiten Ende 18 am Reibring 10 befestigt. Ein zweiter Faltenbalg 13 wirkt zwischen zwei Reibringen 10, 11 und ist an seinem ersten Ende 14 mit einem Reibring 10 und seinem zweiten Ende 15 mit einem anderen Reibring 10, 11 verbunden. Die Befestigung der Faltenbälge 13, 16 kann vorteilhaft entweder durch direkten Presssitz bzw. direktes Einknüpfen der jeweiligen Endabschnitte 14, 15, 17, 18 oder durch Verwendung separater Verbindungsmittel erfolgen. Als solche Verbindungsmittel bieten sich Schrauben, Sicherungsringe, Clips oder ähnliche Bauteile an. The seal 6 preferably comprises a plurality of sealing elements 13 , 16 , which are effective between the friction ring 10 and the carrier 3 or between two friction rings 10 , 11 . The sealing elements are designed as bellows 13 , 16 , which can follow the axial displacement of the friction rings 10 . Such bellows 13 , 16 consist in particular of metal, elastic plastics or rubber, the aging and heat resistance of the materials used being significant. A first bellows 16 seals between the friction ring 10 and the carrier 3 and is fixed thereto with a first end 17 on the support 3 and a second end 18 at the friction ring 10th A second bellows 13 acts between two friction rings 10 , 11 and is connected at its first end 14 to a friction ring 10 and its second end 15 to another friction ring 10 , 11 . The bellows 13 , 16 can advantageously be fastened either by a direct press fit or by directly coupling the respective end sections 14 , 15 , 17 , 18 or by using separate connecting means. Screws, locking rings, clips or similar components are suitable as such connecting means.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung der Bremsscheibe 1, bei der der Träger 3 einstückig in die achsfeste Radnabe 2 integriert ist. Dies reduziert den Bauteilaufwand und erspart beispielsweise die Verwendung eines häufig üblichen Bremsscheibentopfes. Insgesamt wird durch eine solche Anordnung neben der erzielten Gewichtsersparnis nach der Herstellungs- und Montageaufwand verringert. Am Träger 3 sind über eine Führung 4 zwei Reibringe 10 axial verschiebbar gelagert, wobei jeder der Reibringe 10 in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem Träger 3 verbunden ist. Dies eröffnet grundsätzlich die Möglichkeit die Anzahl der zu verwendenden Reibringe 10 auf die Anforderungen der jeweiligen Scheibenbremse abzustimmen. Fig. 1 shows a first embodiment of the brake disc 1 , in which the carrier 3 is integrally integrated in the axially fixed wheel hub 2 . This reduces the expenditure on components and saves, for example, the use of a brake disk pot which is frequently used. Overall, such an arrangement, in addition to the weight saving achieved, reduces manufacturing and assembly costs. Two friction rings 10 are axially displaceably mounted on the carrier 3 via a guide 4 , each of the friction rings 10 being connected to the carrier 3 in a form-fitting manner in the circumferential direction. This basically opens up the possibility of coordinating the number of friction rings 10 to be used with the requirements of the respective disc brake.

Fig. 2 ist eine zweite Bremsscheibenausführung 1 zu entnehmen, bei der der Träger 3 als separates Bauteil ausgebildet ist, das in Umfangsrichtung verdrehfest mit der achsfesten Radnabe 2 verbunden ist. Beispielsweise erfolgt die Trägerbefestigung über nicht gezeigte Schrauben, die sich jeweils in Befestigungslöchern 12, 19 im Träger bzw. in der Radnabe 2 erstrecken. Dabei wird der Träger 3 an einem Absatz 20 gegenüber der Radnabe 2 zentriert. Ein Reibring 11 ist einstückig mit dem Träger 3 verbunden und nur ein weiterer Reibring 10 ist über die Führung 4 verschiebbar am Träger 3 gelagert. Dies vereinfacht die Gestaltung der Führung 4 sowie ihrer Abdichtung 6, da die Führung 4 gegenüber der ersten Ausführungsform geringere Abmessungen aufweist. FIG. 2 shows a second brake disc design 1 , in which the carrier 3 is designed as a separate component which is connected in the circumferential direction to the wheel hub 2, which is fixed in terms of rotation. For example, the carrier is fastened by means of screws, not shown, which each extend in fastening holes 12 , 19 in the carrier or in the wheel hub 2 . The carrier 3 is centered on a shoulder 20 opposite the wheel hub 2 . A friction ring 11 is connected in one piece to the carrier 3 and only one further friction ring 10 is slidably mounted on the carrier 3 via the guide 4 . This simplifies the design of the guide 4 and its seal 6 , since the guide 4 has smaller dimensions than the first embodiment.

In Fig. 3 ist eine dritte Bremsscheibenvariante 1 dargestellt, bei der der Träger 3 ebenfalls als separates Bauteil in Umfangsrichtung verdrehfest mit der achsfesten Radnabe 2 verschraubt ist. Am Träger 3 sind analog zu Fig. 1 zwei axial verschiebbare Reibringe 10 gelagert. Der Träger 3 ist fahrzeugbezogen auf der Innenseite eines Radnabenflansches 22 montiert. An einem solchen Radnabenflansch 22 können in Gewindebohrungen 21 nicht gezeigte Radschrauben eines Fahrzeugrades verschraubt werden. Durch die innenseitige Befestigung des Trägers 3 braucht dieser im Zuge von Service- oder Reparaturarbeiten nicht entfernt zu werden. Als Folge daraus kann der Radnabenflansch 22 insbesondere hinsichtlich seines Außendurchmessers konstruktiv frei gestaltet werden. A third brake disc variant 1 is shown in FIG. 3, in which the carrier 3 is also screwed non-rotatably in the circumferential direction to the axially fixed wheel hub 2 as a separate component. Analogously to FIG. 1, two axially displaceable friction rings 10 are mounted on the carrier 3 . The carrier 3 is mounted on the inside of a wheel hub flange 22 in relation to the vehicle. On such a wheel hub flange 22 , wheel bolts (not shown) of a vehicle wheel can be screwed into threaded bores 21 . Because the carrier 3 is fastened on the inside, it does not need to be removed in the course of service or repair work. As a result, the wheel hub flange 22 can be freely designed, in particular with regard to its outer diameter.

Fig. 4 zeigt schließlich eine Fig. 2 vergleichbare vierte Bremsscheibenvariante 1 mit einem separaten Träger 3, der fahrzeugbezogen auf der Außenseite eines Radnabenflansches 22 mit der Radnabe 2 verdrehfest verbunden ist. wie auch bereits in den Fig. 1, 3 sind am Träger 3 über eine Führung 4 mit Abdichtung 6 zwei axial verschiebbar Reibringe 10 gelagert. Finally, FIG. 4 shows a fourth brake disc variant 1 comparable to FIG. 2 with a separate carrier 3 , which is connected to the wheel hub 2 in a rotationally fixed manner on the outside of a wheel hub flange 22 . As in FIGS. 1, 3, two axially displaceable friction rings 10 are mounted on the carrier 3 via a guide 4 with a seal 6 .

Aus den Fig. 1-4 ist insgesamt erkennbar, dass die erfindungsgemäße Gestaltung der Bremsscheibe 1 eine Variation der Anzahl der Reibringe 10, 11 sowie der zugehörigen Bremsbeläge 8, 9 baukastenartig zulässt. So kann die Anzahl der erforderlichen Reibringe 10, 11 flexibel in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen der Scheibenbremse, insbesondere hinsichtlich Bremsleistung und thermischer Belastung, gewählt werden. It can be seen overall from FIGS. 1-4 that the design of the brake disk 1 according to the invention permits a variation in the number of friction rings 10 , 11 and the associated brake pads 8 , 9 in a modular manner. Thus, the number of friction rings 10 , 11 required can be selected flexibly depending on the particular requirements of the disc brake, in particular with regard to braking performance and thermal load.

Claims

1. Brake disc ( 1 ) for a motor vehicle with an axially fixed carrier ( 3 ), with a plurality of friction rings ( 10 , 11 ) connected to the carrier ( 3 ) in a rotationally fixed manner and with at least one friction ring ( 10 ) guided axially displaceably on the carrier ( 3 ) ), characterized in that the guide ( 4 ) between the carrier ( 3 ) and the friction ring ( 10 ) is provided with a seal ( 6 , 13 , 16 ) which is effective with respect to the brake disc environment.

2. Brake disc according to claim 1, characterized in that the seal ( 6 , 16 ) between the carrier ( 3 ) and the friction ring ( 10 ) is arranged.

3. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 6 , 13 ) between two friction rings ( 10 , 11 ) is arranged.

4. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 6 ) has at least one bellows.

5. Brake disc according to claim 1, characterized in that the guide ( 4 ) is provided with lubricant.

6. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that at least one friction ring ( 11 ) is integrally connected to the carrier ( 3 ).

7. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 3 ) is integrally connected to an axially fixed wheel hub ( 2 ).

8. Brake disc according to one of claims 1-6, characterized in that the carrier ( 3 ) can be mounted as a separate component against rotation on an axially fixed wheel hub ( 2 ).