DE102008041069B4

DE102008041069B4 - Bremsscheibenanordnung

Info

Publication number: DE102008041069B4
Application number: DE102008041069.1A
Authority: DE
Inventors: Jan Goehler; Matthias Leonhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: WO2010015620A3; WO2010015620A2; DE102008041069A1

Abstract

Bremsscheibenanordnung, umfassend- einen Bremsscheibentopf (2) und eine Bremsscheibe (3), wobei die Bremsscheibe (3) in Radialrichtung außerhalb des Bremsscheibentopfs (2) angeordnet ist,-wobei die Bremsscheibe (3) in Radialrichtung mit dem Bremsscheibentopf (2) verbunden ist, und- wobei die Verbindung zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Bremsscheibentopf (2) eine Klebstoffverbindung (4) mit einem temperaturbeständigen Klebstoff ist,- wobei zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Bremsscheibentopf (2) ein Formschluss ausgebildet ist,- wobei der Formschluss eine Verzahnung (5), insbesondere eine geradlinige Verzahnung, zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Bremsscheibentopf (2) umfasst, derart, dass der Bremsscheibentopf (2) an seinem Außenumfang eine Vielzahl an Zähnen (2a) aufweist,- wobei benachbarte Zähne (2a) jeweils durch eine Ausnehmung (2b) voneinander getrennt sind,- wobei eine Breite der Ausnehmungen (2b) gleich einer Breite der Zähne (2a) ist,- wobei eine gleichmäßige Verteilung entlang des Außenumfangs des Bremsscheibentopfs (2) vorgesehen ist, und- wobei in entsprechender Weise an einem inneren Umfang der Bremsscheibe (3) eine Vielzahl von Zähnen (3a) und eine Vielzahl von Ausnehmungen (3b) ausgebildet sind.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsscheibenanordnung mit wenigstens einem Bremsscheibentopf und einer Bremsscheibe mit einer verbesserten Bauteileverbindung.
Bremsscheibenanordnungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Herkömmliche Bremsscheibenanordnungen mit Bremsscheibe und Bremsscheibentopf werden üblicherweise aus Grauguss hergestellt und dabei in einem Stück mittels eines Gießprozesses gegossen. In jüngster Zeit werden bei hochwertigen Fahrzeugen ferner auch Bremsscheibenanordnungen verwendet, welche aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Hierbei müssen diese mehrteiligen Bremsscheibenanordnungen dann zusammengefügt werden. Hierzu schlägt beispielsweise die DE 10 2005 037 676 A1 vor, einen Bremsscheibentopf und einen Reibring mittels einer Längspressverbindung oder einer Querpressverbindung zu fügen. Hierbei werden insbesondere die Fügefläche mit einer Matrix aus harten Partikeln und Klebstoff versehen, um eine spezielle Fügeflächenbeschichtung bereitzustellen, so dass dann nach dem Fügen zusätzlich zum Kraftschluss aufgrund der Pressverbindung ein Mikroformschluss durch die harten Partikel erzeugt wird. Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig und teuer und insbesondere aufgrund der Pressverbindungen kann es zu unerwünschten Verformungserscheinungen an einem oder beiden Bauteilen kommen. Dies ist jedoch insbesondere bei einer Verwendung als Hochleistungsbremse mit hohen Krafteinwirkungen inakzeptabel.
DE 101 25 113 A1 zeigt eine Bremseinheit mit einer innenbelüfteten Bremsscheibe und einem topfförmigen Halteteil, die über fingerartige Verbindungselemente miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungselemente vom Halteteil abwechselnd zum inneren Reibring und äußeren Reibring verlaufen. Die Bremsscheibe und das Halteteil können durch Schweißen, Löten oder Kleben miteinander verbunden werden
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Bremsscheibenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie eine kostengünstige und stabile Verbindung zwischen einem Bremsscheibentopf und einer Bremsscheibe bereitstellen kann. Insbesondere tritt bei der erfindungsgemäßen Verbindung dieser beiden Bauteile kein unerwünschter Verzug o. ä. während des Fügevorgangs auf, da erfindungsgemäß auf eine Pressverbindung verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsscheibentopf wird dabei in Radialrichtung der Bremsscheibe ausgeführt und die Verbindung umfasst eine Klebstoffverbindung mit einem hochtemperaturbeständigen Klebstoff. Hierdurch können insbesondere auch bei hohen Bremsleistungen erzeugte große Wärmemengen ohne nachteilige Auswirkungen auf die Verbindung zwischen Bremsscheibentopf und Bremsscheibe problemlos ausgehalten werden. Da die erfindungsgemäße zweiteilige Bremsscheibenanordnung wenigstens zwei Bauteile umfasst, kann durch eine sinnvolle Materialauswahl der beiden Bauteile insbesondere eine zu hohe Temperatur des Bremsscheibentopfes vermieden werden.
Um besonders große Bremskräfte aufnehmen zu können, weist die erfindungsgemäße Bremsscheibenanordnung zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsscheibentopf einen Formschluss auf.
Der Formschluss zwischen Bremsscheibe und Bremsscheibentopf ist als Verzahnung ausgeführt, wobei insbesondere eine geradlinige Verzahnung entlang des gesamten Umfangs des Bremsscheibentopfs bzw. des Innenumfangs der Bremsscheibe ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist hierbei eine geradlinige, rechteckige Verzahnung vorgesehen. Daraus ergibt sich eine einfache und sichere Montage. Dabei weist der Bremsscheibentopf an seinem Außenumfang eine Vielzahl an Zähnen auf, wobei benachbarte Zähne jeweils durch eine Ausnehmung voneinander getrennt sind, wobei eine Breite der Ausnehmungen gleich einer Breite der Zähne ist, wobei eine gleichmäßige Verteilung entlang des Außenumfangs des Bremsscheibentopfs vorgesehen ist, und wobei in entsprechender Weise an einem inneren Umfang der Bremsscheibe eine Vielzahl von Zähnen und eine Vielzahl von Ausnehmungen ausgebildet sind.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Weiter bevorzugt weist die Klebstoffverbindung wärmedämmende Eigenschaften auf.
Hierdurch kann ein Wärmeübergang von der Bremsscheibe auf den Bremsscheibentopf reduziert werden, so dass ein Erweichen des Materials des Bremsscheibentopfs vermieden werden kann. Hierdurch kann für den Bremsscheibentopf ein kostengünstigeres Material verwendet werden. Vorzugsweise wird die Klebstoffverbindung mittels Klebstoffen auf Epoxidharzbasis oder Silikonbasis realisiert, welche zur Verbesserung der Wärmedämmung Füllstoffe, z.B. Keramikpartikel, aufweisen.
Vorzugsweise ist die Klebstoffverbindung vollständig zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsscheibentopf angeordnet. Hierdurch kann die Bremsscheibe und der Bremsscheibentopf kontaktlos miteinander gefügt werden. D.h., der Klebstoff bildet eine Zwischenschicht zwischen den beiden Bauteilen, so dass diese nur über den Klebstoff miteinander in Verbindung stehen. Dies gewährleistet eine galvanische Trennung der beiden Bauteile, so dass, insbesondere, wenn beide Bauteile aus Metall sind, keine unerwünschte Kontaktkorrosion zwischen dem Bremsscheibentopf und der Bremsscheibe auftreten kann. Ferner kann dann, insbesondere, wenn der Klebstoff wärmedämmende Eigenschaften aufweist, sehr gut eine unerwünschte Temperaturerhöhung des Bremsscheibentopfs vermieden werden.
Besonders bevorzugt ist der Bremsscheibentopf aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, hergestellt und die Bremsscheibe ist aus einem Metall-Keramik-Verbundwerkstoff hergestellt. Somit kann eine Verwendung bei Bremsen von Hochleistungsfahrzeugen problemlos ausgeführt werden.
Figurenliste
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische, perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer Bremsscheibenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 eine Bremsscheibenanordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Bremsscheibenanordnung 1 zweiteilig ausgeführt und umfasst einen Bremsscheibentopf 2 und eine Bremsscheibe 3. Der Bremsscheibentopf 2 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und die Bremsscheibe 3 aus einem anderen Material, vorzugsweise einem Metall-Keramik-Verbundmaterial. Die Bremsscheibe 3 ist im Wesentlichen als Ring ausgebildet und an einem radialen äußeren Umfang des Bremsscheibentopfes 2 mit diesem verbunden.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist zwischen dem Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 in Radialrichtung ein Formschluss ausgebildet. Hierzu weist der Bremsscheibentopf 2 an seinem Außenumfang eine Vielzahl von Zähnen 2a auf, wobei benachbarte Zähne jeweils durch eine Ausnehmung 2b voneinander getrennt sind. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist dabei eine Breite der Ausnehmungen 2b gleich einer Breite der Zähne 2a, wobei eine gleichmäßige Verteilung entlang des Außenumfangs des Bremsscheibentopfs 2 vorgesehen ist. In entsprechender Weise sind an einem inneren Umfang der Bremsscheibe 3 eine Vielzahl von Zähnen 3a und eine Vielzahl von Ausnehmungen 3b ausgebildet. Somit kann eine formschlüssige Verbindung zwischen den Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 bereitgestellt werden, wobei angemerkt ist, dass es sich hierbei nicht um eine Pressverbindung handelt, sondern ein kleines Spiel zwischen dem Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 vorhanden ist. Zusätzlich zur formschlüssigen Verbindung ist erfindungsgemäß eine Klebstoffverbindung 4 zwischen dem Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 vorgesehen. Hierbei ist ein Klebstoff auf dem Außenumfang des Bremsscheibentopfs 2 derart aufgebracht, dass sowohl die gesamten Zähne 2a als auch die Ausnehmungen 2b mit Klebstoff benetzt sind. Hierdurch wird eine sichere Verbindung zwischen dem Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 erreicht, wobei insbesondere nach dem Auftragen des Klebstoffs und nach dem Fügevorgang von Bremsscheibentopf 2 und Bremsscheibe 3 kein Spiel mehr zwischen den beiden Bauteilen vorhanden ist. Somit wird das bei den Abmessungen des Bremsscheibentopfs 2 und der Bremsscheibe 3 vorhandene Spiel dazu genutzt, dass zwischen beide Bauteile vollständig der verbindende Klebstoff angeordnet ist. Hierdurch kann der Klebstoff ferner auch eine wärmedämmende Funktion zwischen den beiden Bauteilen übernehmen, wobei der Klebstoff selbst hochtemperaturbeständige Eigenschaften aufweist, um nicht etwa aufgrund der bei einem Bremsvorgang entstehenden hohen Temperaturen Aufweichungserscheinungen zu zeigen.
Ferner kann durch die vollständige Trennung der Bremsscheibe 3 vom Bremsscheibentopf 2 durch die zwischen den Bauteilen angeordnete Klebstoffschicht eine galvanische Trennung der beiden Bauteile erreicht werden, so dass insbesondere keine Gefahr einer Kontaktkorrosion zwischen den Bauteilen auftritt.
Es sei ferner angemerkt, dass anstelle der Verzahnung 5 zwischen dem Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 auch beispielsweise eine radial gestiftete Verbindung vorgesehen sein kann, wobei diese Verbindung z.B. mittels zylindrischen Stiften realisiert wird. Die Stifte werden ebenfalls in den Bremsscheibentopf 2 bzw. die Bremsscheibe 3 mittels Klebstoff eingeklebt. Ferner kann bei dieser Alternative auch ein Luftspalt zwischen den Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 ausgebildet sein, wobei der Luftspalt dann ringförmig in Umfangsrichtung verläuft und somit eine Wärmeleitung von der Bremsscheibe 3 auf den Bremsscheibentopf 2 lediglich über die Stiftverbindung möglich wäre. Da die Stifte der Stiftverbindung jedoch ebenfalls mittels des Klebstoffs in den Bremsscheibentopf 2 bzw. die Bremsscheibe 3 eingeklebt sind und der Klebstoff wärmedämmende Eigenschaften aufweist, wird eine Wärmeübertragung von der Bremsscheibe 3 auf den Bremsscheibentopf 2 nur minimal sein.
Es sei ferner angemerkt, dass alternativ zwischen dem Bremsscheibentopf 2 und der Bremsscheibe 3 ferner noch beispielsweise ein Zwischenring eingeklebt werden kann, wobei bei einer Verbindung des Zwischenrings zum Bremsscheibentopf 2 bzw. zur Bremsscheibe 3 jeweils ebenfalls eine formschlüssige Verbindung, z.B. in Form einer Verzahnung, vorgesehen sein kann.

Claims

Bremsscheibenanordnung, umfassend - einen Bremsscheibentopf (2) und eine Bremsscheibe (3), wobei die Bremsscheibe (3) in Radialrichtung außerhalb des Bremsscheibentopfs (2) angeordnet ist, -wobei die Bremsscheibe (3) in Radialrichtung mit dem Bremsscheibentopf (2) verbunden ist, und - wobei die Verbindung zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Bremsscheibentopf (2) eine Klebstoffverbindung (4) mit einem temperaturbeständigen Klebstoff ist, - wobei zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Bremsscheibentopf (2) ein Formschluss ausgebildet ist, - wobei der Formschluss eine Verzahnung (5), insbesondere eine geradlinige Verzahnung, zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Bremsscheibentopf (2) umfasst, derart, dass der Bremsscheibentopf (2) an seinem Außenumfang eine Vielzahl an Zähnen (2a) aufweist, - wobei benachbarte Zähne (2a) jeweils durch eine Ausnehmung (2b) voneinander getrennt sind, - wobei eine Breite der Ausnehmungen (2b) gleich einer Breite der Zähne (2a) ist, - wobei eine gleichmäßige Verteilung entlang des Außenumfangs des Bremsscheibentopfs (2) vorgesehen ist, und - wobei in entsprechender Weise an einem inneren Umfang der Bremsscheibe (3) eine Vielzahl von Zähnen (3a) und eine Vielzahl von Ausnehmungen (3b) ausgebildet sind.
Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffverbindung (4) wärmedämmende Eigenschaften aufweist.
Bremsscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebestoffverbindung (4) vollständig zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Bremsscheibentopf (2) angeordnet ist, so dass die Bremsscheibe (3) und der Bremsscheibentopf (2) kontaktlos miteinander gefügt sind.
Bremsscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibentopf (2) aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und dass die Bremsscheibe (3) aus einem Metall-Keramik-Verbundwerkstoff hergestellt ist.
Bremsscheibenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffverbindung (4) einen Klebstoff auf Epoxidharzbasis oder Silikonbasis umfasst.
Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff mit einem Füllstoff, insbesondere Keramikpartikeln, versetzt ist.