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Die
Erfindung betrifft eine Verbindung eines wenigstens eine Verbindungsöffnung
aufweisenden ersten Bauteils mit einem weiteren Bauteil, insbesondere
eines Reibrings einer Bremsscheibe mit einem Zwischenbauteil der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Des Weiteren
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verbindung von zwei Zwischenbauteilen
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 4 angegebenen Art.
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Eine
solche Verbindung ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2005 016 338 A1 als
bekannt zu entnehmen, welche dort zwischen zwei Bauteilen in Form
eines Reibrings sowie einer Radnabe vorgesehen ist. Dabei ist in
einem jeweils als umlaufenden Flansch gestalteten Verbindungsbereich
sowohl des Reibrings wie auch der Radnabe eine Mehrzahl von jeweiligen
Durchgangslöchern eingebracht, welche miteinander korrespondieren.
In diese Durchgangslöcher sind jeweilige Schraubverbindungen
einsetzbar, wodurch der Reibring an der Radnabe festgelegt ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindung von zwei Bauteilen
sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verbindung der
eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche die Bauteile besonders
günstig miteinander verbunden sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der Herstellung einer derartigen Verbindung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.
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Damit
die beiden Bauteile besonders günstig miteinander verbunden
sind, ist es bei der Verbindung gemäß Patentanspruch
1 vorgesehen, dass eines der Bauteile – das weitere Bauteil – wenigstens eine
durch Fließlochbohren geschaffene Ausformung beispielsweise
einer Hülse oder eines Kragens aufweist, welche formschlüssig
in die zugeordnete Verbindungsöffnung des anderen, ersten
Bauteils eingreift. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
eine besonders gute Verbindung zwischen den beiden beteiligten Bauteilen
dadurch zu schaffen, dass in das eine Bauteil Ausformung durch Fließlochbohren
eingebracht wird, und zwar dergestalt, dass diese formschlüssig
in die zugeordnete Verbindungs- bzw. Aufnahmeöffnung des
ersten Bauteils eingreift.
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Durch
die derartig geschaffene Verbindung ist es beispielsweise möglich,
zwei Bauteile wie z. B. ein Reibring und ein Zwischenbauteil einer
Bremsscheibe in radialer Richtung bzw. in Drehrichtung äußerst
fest bzw. formschlüssig miteinander zu verbinden.
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Es
ist klar, dass hierzu in einer vorteilhaften Ausführungsform
eine Mehrzahl von Ausformungen vorgesehen ist, in welche jeweils
zugehörige Verbindungsöffnungen formschlüssig
eingreifen. So ist es insbesondere bei der Verbindung eines Reibrings
mit einem Zwischenbauteil einer Bremsscheibe denkbar, auf einem
Kreis umlaufend eine Vielzahl von beispielsweise etwa 20 Ausformungen
vorzusehen, welche in jeweilige Verbindungsöffnungen formschlüssig eingreifen.
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Insbesondere
bei der Kombination eines Reibrings mit einem Zwischenbauteil einer
Bremsscheibe hat die erfindungsgemäße Verbindung
dabei den Vorteil, dass der Reibring auf einfache Weise demontiert
werden kann, wenn dieser eine entsprechend hohe Laufleistung erreicht
hat.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich zudem als vorteilhaft
gezeigt, wenn die Ausformung eine durch das Fließlochbohren
geschaffene Durchgangsöffnung für ein Befestigungsmittel, insbesondere
für eine Schraube, aufweist. Mit anderen Worten kann somit
durch den Fließlochbohrer bzw. das Fließlochwerkzeug
beim Herstellen der formschlüssigen Ausnehmung auch eine
entsprechend zylinderförmige Durchgangsöffnung
geschaffen werden, durch welche eine Schraube hindurchgesteckt werden
kann.
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Schließlich
hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn die so geschaffene
Durchgangsöffnung mit einem Innengewinde versehen wird,
in welches die zugehörige Schraube eingeschraubt werden
kann. Dabei stützt sich die Schraube bevorzugt an dem die
Durchgangsöffnung aufweisenden ersten Bauteil ab, so dass
mittels dieser eine zusätzliche Sicherung der formschlüssigen
Verbindung – geschaffen durch die jeweilige Ausformung
und die zugehörige Verbindung – geschaffen ist.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen
Verbindung erläuterten Vorteile gelten in ebensolcher Weise
für das Verfahren gemäß Patentanspruch
4. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Bauteile im
jeweiligen Verbindungsbereich zunächst miteinander in Kontakt gebracht
werden, wonach im Verbindungsbereich des einen, weiteren Bauteils
die Ausformung durch Fließbohren eingebracht wird, welche
formschlüssig in die zugeordnete Verbindungsöffnung
des ersten Bauteils eingreift. Mit anderen Worten wird bevorzugterweise
die Durchgangsöffnung selbst als Negativform zur Schaffung
des Ausformung genutzt, indem der noch nicht ausgeformte bzw. noch
nicht durch Fließlochbohren beaufschlagte Verbindungsbereich des
weiteren Bauteils zunächst vor der Durchgangsöffnung
positioniert wird, wonach die Fließlochbohrung erfolgen
kann. Somit wird erreicht, dass die Durchgangsöffnung unmittelbar
als Negativform für die Ausformung genutzt werden kann,
und sich somit eine optimale formschlüssige Verbindung
ergibt.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Innengewinde innerhalb
der korrespondierenden Durchgangsöffnung der Ausformung
das Fließlochwerkzeug selbst eingebracht wird. Hierdurch
ergibt sich eine fertigungstechnisch besonders einfache Herstellung
des Innengewindes.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelzeiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
ausschnittsweise und schematische Schnittansicht entlang einer Mittellängsachse einer
Bremsscheibe insbesondere für einen Kraftwagen mit einem
Reibring, welcher über ein als Blechbauteil gestaltetes
Zwischenbauteil mit einem als Blechbauteil gestalteten Radflansch
verbunden ist, wobei das Zwischenbauteil an seinem dem Reibring zugewandten
Ende einen kreisringförmig umlaufenden Flansch aufweist,
welcher in einem Verbindungsbereich eine Mehrzahl von ringförmig
umlaufend angeordneten Ausformungen in Form von Hülsen
oder Kragen aufweist, welche formschlüssig in jeweils zugeordnete
durchgehende verlaufende Verbindungsöffnungen des Reibrings
eingreifen, wobei von der dem Zwischenbauteil abgewandten Seite
her jeweils eine Schraube durch die korrespondierende Verbindungsöffnung
des Reibrings gesteckt und in einen Innengewinde einer Durchgangsöffnung
der Ausformung eingeschraubt ist;
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2 eine
ausschnittsweise und vergrößerte Schnittansicht
des Details II in 1 wobei ein Fließlochwerkzeug
in Form eines Fließlochbohrers erkennbar ist, mittels welchem
eine jeweilige Ausformung derart in den Flansch des Zwischenbauteils einbringbar
ist, dass diese formschlüssig in die zugeordnete Verbindungsöffnung
des Reibrings eingreift; und in
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3 eine
ausschnittsweise und vergrößerte Schnittansicht
gemäß 2, wobei die eingebrachte Ausformung
erkennbar ist, innerhalb welcher eine Durchgangsöffnung
verläuft, welche mit einem Innengewinde versehen ist, um
hierdurch die Festlegung der Schrauben gemäß 1 zu
ermöglichen.
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4 eine
Schnittansicht gemäß 1, wobei
der Radflansch mit einer zentralen Öffnung versehen ist.
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In 1 ist
in einer teilweisen schematischen Schnittansicht entlang einer Mittellängsachse M
eine Bremsscheibe für einen Kraftwagen dargestellt, welche
als wesentliche Bauteile einen Radflansch 10 und einen
Reibring 12 umfasst, welche über ein Zwischenbauteil 14 in
Form eines Blechbauteils verbunden sind. Der Radflansch 10 ist
vorliegend aus einem Gusswerkstoff gestaltet und umfasst eine zylinderscheibenförmige
Vertiefung 16, innerhalb welcher das an seiner Außenkontur
im Wesentlichen kreisförmige Zwischenbauteil 14 aufgenommen
ist. Neben einem Rohrkörper 18 umfasst das Zwischenbauteil 14 einen
durchgängigen Boden 20, vermittels welchem das
Zwischenbauteil 14 flächig am Radflansch 10 abgestützt
ist. Der Boden 20 des Zwischenbauteils 14 und
der Radflansch 10 sind durch eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 22 durchsetzt,
von welchen in 1 lediglich eine erkennbar ist.
In diese Durchgangsbohrungen 22 sind entsprechende Schraubverbindungen
einsteckbar, um eine axial und radial feste Verbindung zwischen dem
Zwischenbauteil 14 und dem Radflansch 10 zu erreichen.
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An
seinem dem Radflansch 10 abgewandten Ende umfasst das Zwischenbauteil 14 einen
Flansch 24, welcher einteilig an dem Rohrkörper 18 angestückt
ist und senkrecht zu diesem bzw. zur Mittellängsachse M
verläuft. Der Flansch 24 ist dabei kreisringförmig
umlaufend ausgebildet.
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Auf
der dem Radflansch 10 zugewandten Stirnseite 26 weist
der Reibring 12 eine kreisscheibenförmige Vertiefung 28 auf,
in welche das Zwischenbauteil 14 hineinragt. Die Vertiefung 28 umfasst
dabei einen Verbindungsbereich 30, welcher mit einem Verbindungsbereich 32 des
Flansches 24 in Kontakt steht.
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Im
Verbindungsbereich 30 umfasst der Reibring 12 eine
Mehrzahl von beispielsweise zwanzig Verbindungsöffnungen 34,
welche vorliegend als Durchgangslöcher gestaltet sind.
In die jeweilige Verbindungsöffnung 34 greift
dabei jeweils formschlüssig eine korrespondierende Ausformung
ein, welche vorliegend als Hülse 36 bzw. Kragen
ausgebildet und auf im Weiteren noch näher dargestellte
Weise durch Fließlochbohren geschaffen worden ist. Innerhalb
der Ausformung bzw. der Hülse 36 ist dabei eine
Durchgangsöffnung 38 eingebracht, welche mit einem
Innengewinde 40 versehen ist. In dieses Innengewinde 40 ist
jeweils eine korrespondierende Schraube 42 von der dem
Zwischenbauteil 14 abgewandten Seite des Reibrings 12 her
einschraubbar. Ein jeweiliger Schraubenkopf 44 stützt
sich dabei an einer korrespondierenden Fläche 46 des
Reibrings 12 ab.
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Die
Mehrzahl von beispielsweise zwanzig Durchgangsöffnungen 38 ist
dabei gleichmäßig verteilt auf einem Kreis k angeordnet,
welcher als Mittelpunkt die Mittellängsachse M hat. Mit
anderen Worten wird somit eine umlaufende Verschraubung des Reibrings 12 im
Flansch 24 des Zwischenbauteils 14 erreicht.
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Aus 2 ist
nun in vergrößerter Darstellung des Details II
in 1 erkennbar, in welcher Art und Weise die jeweiligen
Ausformungen in Form der Hülsen 36 geschaffen
werden. Zur Schaffung dieser jeweiligen Verbindung werden zunächst
die beiden Bauteile – der Reibring 12 und das
Zwischenbauteil 14 – so zueinander angeordnet,
dass die jeweiligen Verbindungsbereiche 30, 32 miteinander
in Anlage sind. Im Anschluss daran wird ein Fließlochwerkzeug in
Form eines Fließlochbohrers 18 koaxial zur jeweiligen
Mittelachse a der jeweiligen Verbindungsöffnung 34 auf
den Flansch 24 zubewegt. Der Fließlochbohrer 48,
welcher rotiert, wird dabei mit einer Spitze 50 zunächst
auf dem Flansch 24 aufgesetzt und dann mit Druck in Richtung
der Verbindungsöffnung 34 bewegt. Dabei dringt
die Spitze 50 und anschließend ein Schaft 52 des
Fließlochbohrers 48 in den Flansch 24 ein.
Da das Zwischenbauteil 14 insgesamt als umgeformtes Blechbauteil
gestaltet ist, erwärmt sich dieses im Bereich des Fließlochbohrers 48 rotglühend.
Durch die gleichzeitige Rotation und axiale Bewegung des Fließlochbohrers 48 entlang
der Mittelachse a der Verbindungsöffnung 34 wird
somit erreicht, dass sich die in 3 erkennbare
Ausformung in Form der Hülse 36 ausbildet.
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Hierzu
zeigt 3 eine schematische und ausschnittsweise vergrößerte
Schnittansicht der Ausformung 36 gemäß 2.
Insbesondere wird in Zusammenschau der 2 und 3 deutlich,
dass beim Bilden der Ausformung bzw. der Hülse 36 die korrespondierende
Verbindungsöffnung 34 innerhalb des Reibrings 12 als
Negativform wirkt, in welche die Ausformung bzw. die Hülse 36 formschlüssig
hineinbewegt wird bzw. eingreift. Somit wird durch das Fließlochbohren
bzw. die Hülse 36 eine jeweilige formschlüssige
Verbindung zwischen dem Zwischenbauteil und dem Reibring 12 geschaffen,
welche insbesondere eine radiale Bewegbarkeit bzw. eine Bewegbarkeit
in Drehrichtung der Bremsscheibe zwischen dem Reibring 12 und
dem Zwischenbauteil 14 verhindert.
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Dabei
ist zu berücksichtigen, dass die Form der Hülse 36 durch
Einstellung der Parameter beim Fließlochbohren, beispielsweise
den Vorschub und die Drehgeschwindigkeit, beeinflusst werden kann. Insbesondere
ist es dabei beispielsweise denkbar, die Materialverteilung, also
insbesondere die Materialdicke und die Länge, der Hülse 36 zu
beeinflussen. Die Länge der Hülse 36 ist
dabei etwa so lange wie der Schaft 52.
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Einhergehend
mit der Ausformung der Hülse 36 wird die Durchgangsöffnung 38 in
die Hülse 36 eingebracht, welche das Innengewinde 40 zur
Aufnahme der jeweiligen Schraube 42 aufweist. Dabei ist
es gegebenenfalls denkbar, einen Fließlochbohrer 48 einzusetzen,
welcher in einem dahinterliegenden Bereich auch eine Gewindeschneideeinrichtung
aufweist. Hierdurch wäre es beispielsweise denkbar, in einem
Fertigungsprozess sowohl die Ausformung der Hülse 36 wie
auch die Einbringung der Durchgangsöffnung 38 und
des Innengewindes 40 vorzunehmen.
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Im
Anschluss an die Ausgestaltung der Hülse 36 gemäß 3 können
dann die jeweiligen Schrauben 42 eingedreht werden, um
hierdurch eine axial feste Verbindung zwischen dem Reibring 12 und
dem Zwischenbauteil 14 zu erreichen. Natürlich wäre
es hierbei auch denkbar, ein gewisses axiales Spiel vorzusehen,
damit die Bremsscheibe beispielsweise bei einer Festsattelbremse
zum Einsatz kommen könnte.
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Ein
Vorteil der vorbeschriebenen Verbindung ist es, dass somit der Reibring 12 auf
einfache Weise vom Zwischenbauteil 14 entfernt werden kann.
Zudem ist der Reibring durch das Zwischenbauteil thermisch entkoppelt.
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4 zeigt
eine alternative Ausgestaltung einer Bremsscheibe für einen
Kraftwagen mit einem Radflansch 10' der über das
Zwischenbauteil 14 mit dem Reibring 12 verbunden
ist. Der Radflansch 10' weist im Bereich der Mittelachse
M eine Aussparung 60. Diese Gestaltung des Radflansches 10' vereinfacht
den Gießprozess bei der Herstellung des Radflansches 10',
da der Anguss in den ausgesparten zentralen Bereich 60 gelegt
werden kann, was gießtechnische Vorteile hat und die Qualität
der Gussteile erhöht. Im zusammengebauten Zustand der Bremsscheibe
verschließt der Boden 20 des Zwischenbauteils 14 die
Aussparung 60 und verhindert, dass Schmutz in den Innenraum
der Bremsscheibe eindringen kann.
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Anstelle
der in den Figuren gezeigten Anbindung des Zwischenbauteils 14 an
den Radflansch 10 kann das Zwischenbauteil auch an einem
Bremsscheibentopf befestigt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005016338
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