DE102010055973B3 - Brake disc and method for its production - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe (10) für einen Kraftwagen, mit einem Bremsscheibentopf (14) und einem zu diesem koaxial angeordneten Reibring (12), wobei eine äußere Mantelfläche (24) des Bremsscheibentopfes (14) ein Zahnprofil (22) aufweist, welches zur Drehmomentübertragung in ein komplementäres Zahnprofil (20) einer inneren Mantelfläche des Reibrings (12) eingreift, und wobei der Bremsscheibentopf (14) durch radiale Verprägungen (36), welche in korrespondierende Aufnahmen (34) des Reibrings (12) eingreifen, axial gesichert ist, wobei die Aufnahmen (34) für die Verprägungen (36) als Nuten im Zahnprofil (20) des Reibrings (12) ausgebildet sind.The invention relates to a brake disk (10) for a motor vehicle, with a brake disk chamber (14) and a friction ring (12) arranged coaxially with it, an outer surface (24) of the brake disk chamber (14) having a toothed profile (22) which is used for Torque transmission engages in a complementary tooth profile (20) of an inner circumferential surface of the friction ring (12), and the brake disc chamber (14) being axially secured by radial embossments (36) which engage in corresponding receptacles (34) of the friction ring (12), wherein the receptacles (34) for the embossments (36) are designed as grooves in the tooth profile (20) of the friction ring (12).
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a brake disc according to the preamble of claim 1 and a method for their preparation.
So genannte Verbundbremsscheiben, also Bremsscheiben, deren Reibring und Bremsscheibentopf aus unterschiedlichen Materialien bestehen, sind allgemein bekannt. Eine solche ist beispielsweise in der
Um den Bremsscheibentopf an den Reibring zu fügen, lehrt die
Aus der
Die
Aus der
Die
Die
Aus der
Es ist ferner bekannt, am Bremsscheibentopf ein Formschlusselement, beispielsweise eine Verzahnung, anzubringen, die in eine komplementäre Verzahnung des Reibringes eingreift. Solche formschlüssigen Verbindungen von Bremsschreibentopf und Reibring ermöglichen eine sehr gute Drehmomentübertragung, bieten jedoch keine axiale Sicherung der Teile gegeneinander. Zur axialen Sicherung ist daher oftmals vorgesehen, am Bremsscheibentopf noch Laschen anzubringen, die zur axialen Sicherung gegen den Reibring umgebogen werden. Dies bietet zwar eine sehr gute axiale Sicherung, ist jedoch herstellungstechnisch aufwendig. Insbesondere besteht die Gefahr, dass während des Einpressens des Bremsscheibentopfes in den Reibring die Laschen bereits umgebogen werden. Dies führt zu Ausschuss, da dann kein zuverlässiger Halt der Teile gegeneinander mehr gewährleistet werden kann. Die abstehenden Laschen am Bremsscheibentopf führen bei dessen Fertigen zudem zu weiteren Problemen. Beispielsweise machen sie es notwendig, die gefertigten Bremsscheibentöpfe lageorientiert auf Förderbänder oder dergleichen abzulegen, so dass die Laschen vom Förderband wegragen, so dass keine Beschädigung des Förderbandes entsteht. Auch spezielle Ladungsträger und dergleichen sind notwendig, um sicherzustellen, dass beim Transport die Laschen nicht versehentlich umgebogen werden.It is also known to attach a positive locking element, for example a toothing, to the brake disk chamber, which engages in a complementary toothing of the friction ring. Such form-fitting connections of brake disc cartridge and friction ring allow a very good torque transmission, but provide no axial securing of the parts against each other. For axial securing is therefore often provided to still attach tabs on the brake disk, which are bent for axial securing against the friction ring. Although this provides a very good axial security, but is manufacturing technically complex. In particular, there is a risk that the tabs are already bent during the pressing of the brake disk hub in the friction ring. This leads to rejects, since then no reliable hold of the parts against each other can be guaranteed more. The protruding tabs on the brake disk pot also lead to further problems in its manufacture. For example, they make it necessary to position the manufactured brake disk pods in a position-oriented manner on conveyor belts or the like, so that the lugs project away from the conveyor belt so that no damage to the conveyor belt occurs. Also, special load carriers and the like are necessary to ensure that the tabs are not accidentally bent during transport.
Auch beim Umbiegen der Laschen selbst kann es zu Problemen kommen, da immer eine gewisse Rückfederung auftritt. Zwischen den Laschen und den Reibring ist daher zwangsläufig immer ein gewisses Spiel vorhanden. Beim Biegen kann es zudem zu einem teilweisen einreißen der Laschen kommen, was die Haltbarkeit der fertigen Bremsscheibe beeinträchtigt. Even when bending the tabs themselves, it can cause problems, as always a certain springback occurs. Between the tabs and the friction ring is therefore inevitably always a certain game available. When bending it can also lead to a partial tearing of the tabs, which affects the durability of the finished brake disc.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Bremsscheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, die sich einfach und zuverlässig fügen lässt und die eine hohe Haltbarkeit aufweist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Bremsscheibe bereitzustellen.The present invention is therefore based on the object to provide a brake disc according to the preamble of claim 1, which can be easily and reliably paste and which has a high durability. The invention is further based on the object to provide a method for producing such a brake disc.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.This object is achieved by a brake disk having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 4.
Bei einer derartigen Bremsscheibe für einen Kraftwagen ist ein separater Bremsscheibentopf und ein separater, zu diesem koaxial angeordneter Reibring vorgesehen. Eine äußere Mantelfläche des Bremsscheibentopfes weist hierbei ein Zahnprofil auf, welches zur Drehmomentübertragung in ein komplementäres Zahnprofil einer inneren Mantelfläche des Reibrings eingreift. Die Zahnprofile greifen in Form einer Presspassung ineinander. Der Bremsscheibentopf ist durch radiale Verprägungen, welche in korrespondierende Aufnahmen des Reibrings eingreifen, axial gesichert. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Aufnahme für die Verprägungen als Nuten im Zahnprofil des Reibrings ausgebildet ist. Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik kann daher vollkommen auf Laschen verzichtet werden. Die Verprägungen können unabhängig von der Lage der Lüftungskanäle angebracht werden und beeinträchtigen diese nicht in ihrer Funktion. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Bremsschreibe wird ein spielfreier Kraftschluss in axialer Richtung erzielt, der zu einer besonders haltbaren Bremsscheibe führt. Da am ungefügten Bremsscheibentopf keine scharfkantigen Laschen aufstehen, ist dessen Handhabung wesentlich vereinfacht. Insbesondere ist es nicht notwendig, spezielle Ladungsträger zu verwenden, oder den Bremsscheibentopf in einer bestimmten Lageorientierung auf Bänder oder dergleichen aufzulegen. Die Verarbeitung ist daher wesentlich einfacher und kostengünstiger.In such a brake disk for a motor vehicle, a separate brake disk cup and a separate, arranged coaxially with this friction ring is provided. An outer circumferential surface of the brake disk hub in this case has a tooth profile, which engages for torque transmission in a complementary tooth profile of an inner circumferential surface of the friction ring. The tooth profiles engage each other in the form of a press fit. The brake disk chamber is axially secured by radial stampings which engage in corresponding receptacles of the friction ring. According to the invention it is provided that the receptacle for the stampings is formed as grooves in the tooth profile of the friction ring. In contrast to the known prior art can therefore be completely dispensed with tabs. The stampings can be applied independently of the position of the ventilation ducts and do not affect their function. The inventive design of the brake writing a play-free adhesion is achieved in the axial direction, which leads to a particularly durable brake disc. Since no sharp-edged tabs get up on the unsupported brake disc hub, its handling is considerably simplified. In particular, it is not necessary to use special load carriers, or hang the brake disk pot in a certain position orientation on tapes or the like. The processing is therefore much easier and cheaper.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Aufnahmen im Zahnfußbereich des Zahnprofils des Reibrings angeordnet. Dies führt zu einer besonders guten Kraftverteilung und damit zu einer besonders haltbaren Bremsscheiben. Es hat sich dabei als besonders zweckmäßig erwiesen, an jedem zweiten Zahn des Zahnprofils des Reibrings eine solche Nut vorzusehen. Damit wird eine symmetrische Verteilung axial einwirkender Kräfte über den gesamten Umfang des Reibrings bzw. Bremsscheibentopfes erzielt, so dass es nicht zu Materialspannungen oder dergleichen kommt.In a preferred embodiment of the invention, the receptacles are arranged in the tooth root area of the tooth profile of the friction ring. This leads to a particularly good power distribution and thus to a particularly durable brake discs. It has proven to be particularly useful to provide such a groove on every other tooth of the tooth profile of the friction ring. This achieves a symmetrical distribution of axially acting forces over the entire circumference of the friction ring or brake disk cup so that material stresses or the like do not occur.
Der Bremsscheibentopf ist vorzugsweise als Blechbauteil ausgebildet, um so eine besonders leichte Umformbarkeit zur Herstellung des gewünschten Kraftschlusses, bzw. einer Presspassung zu erzielen. Hierbei sind insbesondere Bleche aus Stahl von Bedeutung. Ebenso ist es auch möglich geeignete Leichtmetalllegierungen, insbesondere Aluminiumlegierungen zu verwenden. Zweckmäßigerweise ist der Reibring als Gussbauteil, vorzugsweise als Grauguss oder Sphäroguss hergestellt, so dass die gewünschten tribologischen und Wärmeleiteigenschaften gewährleistet sind.The brake disk chamber is preferably formed as a sheet metal component, so as to achieve a particularly easy formability for producing the desired frictional connection, or an interference fit. In this case, in particular sheets of steel are of importance. Likewise, it is also possible to use suitable light metal alloys, in particular aluminum alloys. Conveniently, the friction ring is manufactured as a cast component, preferably as cast iron or nodular cast iron, so that the desired tribological and heat conduction properties are ensured.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Bremsschreibe. Hierbei wird zunächst ein Bremsscheibentopf mit einem Zahnprofil in einer äußeren Mantelfläche sowie ein Reibring mit einem Zahnprofil mit einer inneren Mantelfläche bereitgestellt. Der Bremsscheibentopf weist dabei ein gewisses Übermaß des Reibrings auf, so dass sich später durch Umformung die gewünschte Verbindung herstellen lässt. Im Bereich des Zahnprofils des Reibrings wird in der Folge wenigstens eine Aufnahmenut eingebracht. Zunächst wird dann der Bremsscheibentopf axial in den Reibring eingepresst, wobei die beiden Zahnprofile in Wirkverbindung treten. Damit ist bereits eine Verdrehsicherung und die Möglichkeit zur Drehmomentübertragung gewährleistet. Anschließend erfolgt ein radiales Einpressen wenigstens eines Wandungsbereichs des Bremsscheibentopfes in die Aufnahmenut des Reibrings, um so die gewünschte axiale Sicherung zu erzielen. Das Verfahren zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus, da beide Einpressvorgänge in einem einzigen Werkzeug durchgeführt werden können. Solche Bremsscheiben sind daher sehr kostengünstig in der Herstellung. Vorzugsweise wird die wenigstens eine Aufnahmenut im Bereich eines Zahnfußes des Zahnprofils des Reibringes angebracht. Dies kann mit üblichen spanenden Verfahren geschehen.The invention further relates to a method for producing such a brake disc. Here, a brake disk pot with a tooth profile in an outer circumferential surface and a friction ring with a tooth profile is provided with an inner circumferential surface first. The brake disk cup has a certain excess of the friction ring, so that later can be produced by forming the desired connection. In the area of the tooth profile of the friction ring, at least one receiving groove is introduced as a result. First, then the brake disk pot is pressed axially into the friction ring, wherein the two tooth profiles come into operative connection. This already an anti-rotation and the possibility for torque transmission is guaranteed. Subsequently, a radial pressing of at least one wall region of the brake disk hub takes place in the receiving groove of the friction ring, so as to achieve the desired axial securing. The method is characterized by particular simplicity, since both Einpressvorgänge can be performed in a single tool. Such brake discs are therefore very inexpensive to manufacture. Preferably, the at least one receiving groove is mounted in the region of a tooth root of the tooth profile of the friction ring. This can be done by conventional machining methods.
Außerhalb des Bereichs der Zahnprofile kann die Bremsscheibe mit radial in der Bremsscheibe verlaufenden Kühlkanälen versehen sein. Hierbei wird einen innenbelüftete Bremsscheibe gebildet. Die Kühlkanäle können die Bremsscheibe dabei vollständig radial durchdringen.Outside the range of tooth profiles, the brake disc can be provided with radially extending in the brake disc cooling channels. Here, a ventilated brake disc is formed. The cooling channels can thereby penetrate the brake disc completely radially.
Es ist daher besonders zweckmäßig, jeweils eine Aufnahmenut im Bereich des Zahnfußes jedes zweiten Zahnes des Reibrings einzubringen, um eine symmetrische Verteilung axial einwirkender Kräfte zu gewährleisten.It is therefore particularly expedient to introduce in each case one receiving groove in the region of the tooth root of every second tooth of the friction ring in order to ensure a symmetrical distribution of axially acting forces.
Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsform anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigen: In the following the invention and its embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Eine im Ganzen mit
Der Bremsschreibentopf
Wie beschrieben erfolgt diese Verformung der Mantelwandung
Wie
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Bremsscheibebrake disc
- 1212
- Reibringfriction ring
- 1414
- Bremsscheibentopfbrake disc pot
- 1616
- DurchgangsbohrungenThrough holes
- 1818
- Oberflächesurface
- 2020
- Verzahnunggearing
- 2222
- Verzahnunggearing
- 2424
- Mantelwandungouter wall
- 2626
- Öffnungenopenings
- 2828
- Zahnfußtooth root
- 3030
- Zahntooth
- 3232
- Prägestempeldies
- 3434
- Nutgroove
- 3636
- Vorsprunghead Start
- 3838
- ReibringhälfteReibringhälfte
- 4040
- ReibringhälfteReibringhälfte
- 4242
- Halteelementretaining element
- 4444
- Stempelstamp
- 4646
- Pfeilarrow
- 4848
- Stempelstamp
- 5050
- Nabenöffnunghub opening
- 5252
- Gegenhalterbackstop
- 5454
- Federfeather
- 5656
- Spaltgap
- 5858
- Absatzparagraph
Claims (4)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20120706 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE |
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R084 | Declaration of willingness to licence |