DE102009002690A1

DE102009002690A1 - Bremsscheibe

Info

Publication number: DE102009002690A1
Application number: DE102009002690A
Authority: DE
Inventors: Guenther Schwarz; Hans-Walter Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-04
Also published as: BRPI1014343B1; EP2425144A1; EP2425144B1; JP5393876B2; PL2425144T3; JP2012525549A; WO2010124890A1

Abstract

Eine Bremsscheibe (10) ist mit einem Reibring (12) und einem über Verbindungsglieder (16) mit dem Reibring (12) verbundenen Scheibentopf (11) ausgebildet. Zwischen den beiden Bremsscheiben (12a, 12b) ist ein Trägersteg (21) ausgebildet, in dem sich Ausnehmungen (25) befinden. In diese Ausnehmungen (25) kann ein kühlender Luftstrom eindringen, der die beim Bremsvorgang entstehende Wärme abführt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe, insbesondere belüftete Bremsscheibe, mit einem Reibring und einem über Verbindungsglieder mit einem Reibring verbundenem Tragteil, insbesondere Scheibentopf. Die Bremsscheibe ist schwimmend gelagert ausgebildet.
Aus der DE 43 32 951 A1 ist eine belüftete Bremsscheibe bekannt, die einen Reibring und einen mit Verbindungsgliedern mit dem Reibring verbundenen Tragteil aufweist. Die Verbindungsglieder sind insbesondere als Stifte, Bolzen oder dergleichen ausgebildet und über den Umfang des Tragteils verteilt angeordnet. Die Verbindungsglieder ragen in Aussparungen in die Umfangswand des Reibrings. Der Reibring ist somit „schwimmend” auf dem Scheibentopf gelagert. Zwar können sich hier bei einer durch den Bremsvorgang hervorgerufenen Temperaturerhöhung ohne Gefahr von Verspannungen die Verbindungsglieder in radialer Richtung dehnen. Aber bei größeren Drehmomenten besteht die Gefahr, dass aufgrund der freien Länge der Verbindungsglieder, das heißt aufgrund des Abstandes zwischen Tragteil und Reibring sich die Verbindungsglieder verbiegen können und sich im Extremfall aus ihrem Sitz lösen können.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2007 054 393 A1 ist eine Bremsscheibe bekannt, bei der ebenfalls der Reibring und der Scheibentopf aus verschiedenen Materialien hergestellt sind und mit Verbindungsgliedern, insbesondere Stifte, verbunden sind. Bei dieser Bremsscheibe ist an den beiden Reibflächen ein Fortsatz angebracht, der eine durchgehende Bohrung oder eine Sacklochbohrung aufweist, in die die Verbindungsglieder ragen. Diese Fortsätze sind mit den beiden Reibflächen verbunden. Dadurch ergibt sich zwangsläufig ein großer Massenunterschied zwischen den Reibflächen und dem des Fortsatzes. Dies führt im Betrieb, dass heißt beim Bremsen, zu einem hohen Temperaturgradienten zwischen dem Fortsatz und den Reibflächen. Dadurch werden hohe Spannungsgradienten hervorgerufen, die im Extremfall zu Rissbildung in den Reibflächen führen können. Ferner wird durch die Größe der Fortsätze ein Lufteintritt in die sich zwischen den Reibflächen befindlichen Kühlkanäle der Bremsscheibe behindert.
Auch in der nachveröffentlichten DE 10 2008 042 173 A1 ist eine Bremsscheibe beschrieben, bei der der Reibring und der Scheibentopf aus verschiedenen Materialien bestehen. Hier sind die Verbindungsglieder in Fortsätzen geführt, die an den Querträgern der beiden Bremsscheiben befestigt sind. Durch diese Befestigungsart sind die Fortsätze gut von kühlender Luft umströmt, aber es können in Extremfällen Festigkeitsprobleme auftreten. Ferner können bei bestimmten Baumassen gießtechnische Probleme entstehen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Bremsscheibe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die gegebenen Einbauverhältnisse der Bremsscheibe nicht verändert werden müssen, aber der Fortsatz zwischen den breiten Bremsscheiben gekühlt wird. Die Einbringung von Ausnehmungen in die Fortsätze ermöglicht eine relativ einfache Ableitung der Wärme, die bei Betrieb, dass heißt beim Bremsen entsteht. Dadurch können im Bereich der Fortsätze eventuell auftretende Verspannungen verhindert werden. Die Rissneigung in den Bremsscheiben wird dadurch verringert. Auch wird die Ausbildung von Rissen in den Fortsätzen verhindert. Das geringe Aufheizen des Fortsatzes führt auch dazu, dass sich nur geringe Unterschiede in der Wärmeausdehnung für die Verbindungsglieder, die normalerweise aus Stahl bestehen, und dem Fortsatz, der gewöhnlich aus Gusseisen besteht, ergeben. Dies bedingt, dass die Beweglichkeit der Stifte in der Bohrung des Fortsatzes in allen Temperaturbereichen während des Betriebs gewährleistet ist. Andererseits wird aber die Festigkeit der gesamten Bremsscheibe gewährleistet, so dass auch ein Einsatz bei Extrembedingungen und bei robusten Beanspruchungen möglich ist. Sind die Ausnehmungen am Innenumfang umlaufend und jeweils zwischen den Verbindungsgliedern und einer der Bremsscheiben ausgebildet, so ist eine gleichmäßige Wärmeabführung und ein gleichmäßiger Spannungsabbau möglich. Die Ausnehmungen werden mechanisch während des nach dem Gießvorgang stattfindenden Bearbeitungsvorgangs z. B. durch Fräsen eingebracht.
Zeichnung
In der 1 ist ein Teilschnitt durch eine Bremsscheibe dargestellt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der 1 ist mit 10 eine Bremsscheibe bezeichnet, die aus einem Scheibentopf 11 und einem Reibring 12 besteht. In bekannter Weise ist der Scheibentopf 11 in hier nicht dargestellter Weise auf eine Nabe eines Fahrzeugs befestigt, wobei die Schrauben zur Befestigung durch die Bohrungen 13 des Scheibentopfs 11 ragen. Über eine Vielzahl von in der Umfangswand 15 des Scheibentopfs 11 eingeformten Verbindungsgliedern 16 in Form von Stiften oder Bolzen oder dergleichen ist der Scheibentopf 11 mit dem Reibring 12 verbunden. Der Stift 16 weist einen Kopf 18 mit umlaufenden Fortsatz 18a auf, mit dem er fest in der Umfangswand 15 des Scheibentopfs 11 fixiert ist. Der Reibring 12 besteht aus zwei Bremsscheiben 12a und 12b, welche durch eine Vielzahl von über dem Umfang verteilten und insbesondere in radialer Richtung verlaufender Stege 17 miteinander verbunden sind, so dass eine belüftete Bremsscheibe entsteht. Im Bereich des Innenumfangs des Reibrings 12 ist ein Trägersteg 21 ausgebildet. Dieser Trägersteg 21 läuft zwischen den beiden Bremsscheiben 12a und 12b über den gesamten Umfang um. Gegebenenfalls kann der Trägersteg auch abschnittsweise ausgebildet sein, so dass jeder Abschnitt des Trägerstegs einen Stift 16 gegenüberliegt. Im Trägersteg 21 sind durchgehende Bohrungen 22 zur Aufnahme der Stifte 16 ausgebildet. Es wären aber auch Sacklockbohrungen denkbar. Diese Bohrungen 22 sind in der Figur in der Mittellängsachse des Reibrings 12, also zentrisch zwischen den beiden Bremsscheiben 12a und 12b ausgebildet. Es wäre aber auch ein Versatz dieser Bohrungen 22 möglich. Im Trägersteg 21 sind über den gesamten Innendurchmesser 20 umlaufende, zum Scheibentopf 11 hin geöffnete Ausnehmung(en) 25 ausgebildet. Die Ausnehmung 25 ist etwa mittig zwischen der Bremsscheibe 12a und der Wand der Bohrung 22 bzw. zwischen der Wand der Bohrung 22 und der Bremsscheibe 12b ausgebildet. Der Ort der Ausnehmung(en) 25 im Trägersteg 21 kann aber abhängig von der gewünschten Wärmeabfuhr von den Bremsscheiben 12a bzw. 12b unterschiedlich ausgebildet sein. Für eine optimale Wärmeableitung wäre es wünschenswert die Ausnehmung 25 direkt am Fuß der jeweiligen Bremsscheibe 12a bzw. 12b auszubilden. Es wäre möglich mehrere Ausnehmungen 25 zwischen einer Bremsscheibe 12a bzw. 12b und dem Verbindungsglied 16 auszubilden. Die Ausnehmungen 25 sollten parallel zueinander verlaufen. Sie können auch unterschiedlich tief in den Trägersteg 21 eingebracht sein. Die Ausbildung sollte aber symmetrisch zu den Verbindungsgliedern 16 erfolgen.
Der Reibring 12 besteht aus Gusseisen, während der Scheibentopf 11 aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium oder Magnesium besteht. Der Stift 16 ist aus Edelstahl, insbesondere nicht rostendem Edelstahl hergestellt. Bei der Herstellung wird zuerst der aus Gusseisen bestehende Reibring 12 hergestellt und die Stifte 16 in die Bohrungen 22 eingesetzt. Anschließend wird der Scheibentopf 11 aufgegossen. Hierbei werden auch die Köpfe 18 der Stifte 16 mit in die Umfangswand 15 des Scheibentopfs 11 eingegossen.
Der Reibring 12 ist auf dem Scheibentopf 11 schwimmend gelagert. Dazu müssen die Stifte 16 in den Bohrungen 22 mit relativ geringem Spiel angeordnet sein, so dass sich der Reibring 12 auf den Stiften 16 geringfügig bewegen kann. Dies ist notwendig, da sich beim Bremsvorgangs der Reibring 12 erwärmt und geringfügig vom Scheibentopf 11 weg in radialer Richtung ausdehnt. Durch die Ausnehmungen 25 ist aber dieser Erwärmvorgang gering, da die Ausnehmungen 25 einen Kühleffekt und einen Spannungsminderungseffekt erzeugen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4332951 A1 [0002]
- DE 102007054393 A1 [0003]
- DE 102008042173 A1 [0004]

Claims

Bremsschreibe (10) insbesondere belüftete Bremsscheibe, mit einem aus wenigstens zwei von Stegen (17) getrennten Scheiben (12a, 12b) bestehenden Reibrings (12) und mit einem Tragteil (11), wobei am Umfang des Tragteils (11) mehrere mit dem Tragteil (11) verbundene Verbindungsteile (16) vorhanden sind, die in einen zwischen den Scheiben (12a, 12b) des Reibrings (12) ausgebildeten mindestens teilweise umlaufenden Trägersteg (21) ragen, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Trägersteg (21) zwischen den Verbindungsteilen (16) und mindestens einer Scheibe (12a, 12b) des Reibrings (12) eine mindestens teilweise ringförmig umlaufende Ausnehmung (25) ausgebildet ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, dass die Ausnehmung (25) zum Trägerteil (11) hin geöffnet ist.
Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der einen Scheibe (12a) und dem Verbindungsglied (16) eine Ausnehmung (25) ausgebildet ist und eine Ausnehmung (25) zwischen dem Verbindungsglied (16) und der anderen Scheibe (12b) des Reibrings (12) sich befindet.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung(en) (25) im Bereich des Fußes der Scheibe (12a, 12b) des Reibrings (12) befindet.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung(en) (25) parallel zum Verbindungsteil (16) verlaufen.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (25) parallel zueinander verlaufen.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Ausnehmungen (25) zwischen der Scheibe (12a, 12b) und dem Verbindungsglied (16) befinden.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (11) aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, der Reibring (12) aus Gusseisen und das Verbindungsteil (16) aus Edelstahl besteht.
Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsglied (16) ein Stift, Bolzen oder dergleichen ist.