DE102011089908B4

DE102011089908B4 - Bremsscheibe

Info

Publication number: DE102011089908B4
Application number: DE102011089908.1A
Authority: DE
Inventors: Vincent Dupuis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Buderus Guss GmbH
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: DE102011089908A1

Abstract

Metallene Bremsscheibe mit einer Reibfläche (4), die eine Oberflächenbeschichtung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) an einer Umfangsfläche (9; 16), die an die Reibfläche (4) angrenzt, Mittel (7, 10) aufweist, welche verhindern, dass Wasser von der Umfangsfläche (9; 16) zur Reibfläche (4) hin abläuft.

Description

Die Erfindung betrifft eine metallene Bremsscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Metallene Bremsscheiben aus Stahl oder Grauguss (Gusseisen) sind für Scheibenbremsen von Kraftfahrzeugen bekannt. Zur Erhöhung einer Verschleißfestigkeit sind verschließmindernde Oberflächenbeschichtungen mit beispielsweise Chromkarbiden und/oder Wolframkarbide bekannt, die thermisch beispielsweise durch Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen auf zumindest Reibflächen einer Bremsscheibe aufgebracht werden. Mit Reibflächen sind die kreislochscheibenförmigen Oberflächen einer Bremsscheibe gemeint, gegen die beim Bremsen Reibbremsbeläge gedrückt werden.
Bei solchen Bremsscheiben kann das Problem auftreten, dass ein korrosives Medium zwischen die Bremsscheibe und die Oberflächenbeschichtung eindringt und eine Korrosion der Bremsscheibe unter der Oberflächenbeschichtung bewirkt, die die Oberflächenbeschichtung von der Bremsscheibe löst. Ein korrosives Medium ist beispielsweise Wasser, das beispielsweise als Spritzwasser an Bremsscheibe gelangt. Insbesondere Salzwasser im Winter wirkt stark korrosiv und schädigend auf metallene Bremsscheiben.
Die internationale Patentanmeldung WO 2007/043 961 A1 offenbart eine Graugussbremsscheibe, deren Reibflächen mit einer Haftschicht und einer Verschleißschutzschicht versehen sind. In einer Mitte einer Umfangsfläche weist die Bremsscheibe eine umlaufende Rille auf, die schmaler als die Umfangsfläche breit ist und nicht bis an die an die Umfangsfläche angrenzenden Reibflächen reicht.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 020 891 A1 offenbart eine innenbelüftete Bremsscheiben mit verschleißschutzbeschichteten Reibflächen, die eine umlaufende Nut in einer Mitte einer Umfangsfläche aufweist, die ebenfalls schmaler als Umfangsfläche breit ist und nicht bis an die Reibflächen reicht.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Bremsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist eine Oberflächenbeschichtung zumindest ihrer Reibflächen auf. Es kann auch mehr als nur die Reibflächen oberflächenbeschichtet sein, es kann auch die Bremsscheibe insgesamt oberflächenbeschichtet sein. Eine Umfangsfläche der erfindungsgemäßen Bremsscheibe, die an die Reibfläche angrenzt, weist Mittel auf, z.B. eine umlaufende Vertiefung, die verhindert, dass Wasser von der Umfangsfläche zur Reibfläche hin abfießt. Die Umfangsfläche kann an einen Außenrand oder einen Innenrand der Reibfläche der Bremsscheibe angrenzen. Die umlaufende Vertiefung lenkt Wasser weg von der Reibfläche, so dass das Wasser mit einer Tendenz weg von der Reibfläche über die Umfangsfläche zu einem tiefsten Punkt der Bremsscheibe läuft und dort abtropft. Die Erfindung vermeidet, dass sich Wasser an einem Außenrand und/oder einem Innenrand der Reibfläche sammelt. Am Rand der Reibfläche ist die Gefahr eines Eindringens von Wasser zwischen die Bremsscheibe und die Oberflächenbeschichtung größer als innerhalb der Reibfläche wenn die Oberflächenbeschichtung am Rand der Reibfläche endet oder aufgrund einer Kante am Übergang von der Reibfläche zur Umfangsfläche, an der die Oberflächenbeschichtung wegen der Kante vielfach schlechter ist, als auf der Reibfläche und Mängel aufweisen kann.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Achsschnitt einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe;
2 eine vergrößerte Einzelheit gemäß Pfeil II in 1;
3 bis 5 Abwandlungen der in 2 dargestellten Einzelheit; und
6 eine vergrößerte Einzelheit gemäß Pfeil VI in 1.

Ausführungsformen der Erfindung
Die in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 besteht aus Grauguss, d. h. aus Gusseisen mit Lamellengraphit. Sie weist einen kreislochschiebenförmigen Bremsring 2 und eine hohlzylindrische, topfförmige Nabe 3 auf, die konzentrisch und einstückig mit dem Bremsring 2 ist. Kreislochscheibenförmige Stirnflächen des Bremsrings 2 bilden Reibflächen 4 der Bremsscheibe 1, gegen die beim Bremsen nicht dargestellte Reibbremsbeläge einer nicht dargestellten Scheibenbremse gedrückt werden. Der Bremsring 2 kann auch als die eigentliche Bremsscheibe aufgefasst werden.
Die Reibflächen 4 der Bremsscheibe 1 sind mit einer verschleißmindernden Oberflächenbeschichtung 5 versehen, die im beschriebenen Ausführungsbeispiel thermisch beispielsweise durch Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen aufgebracht ist. Im Ausführungsbeispiel weist die Oberflächenbeschichtung 5 Partikel aus Chromkarbid und/oder Wolframkarbid, also metallartige Karbide auf, die in eine metallische Matrix beispielsweise aus Nickel oder Kobalt eingelagert sind. Der Werkstoff und die Art des Auftrags der Oberflächenbeschichtung 5 sind nicht zwingend für die Erfindung. Die Oberflächenbeschichtung 5 ist in der Zeichnung übertrieben dick dargestellt. Außer der Verschleißminderung und einer Standzeiterhöhung dient die Oberflächenbeschichtung 5 der erfindungsgemäßen Bremsscheibe 1 einer Erhöhung einer Korrosionsbeständigkeit und/oder einer Verbesserung von Bremseigenschaften.
Wie in 2 zu sehen weist der Bremsring 2 an seinem Außenumfang eine umlaufende Vertiefung 7, also eine Art Rille auf. Die Vertiefung 7 befindet sich an einer Umfangsfläche 9, die an die Reibflächen 4 der Bremsscheibe 1 angrenzt. Die Vertiefung 7 kann wie dargestellt gerundet sein oder beispielsweise einen eckigen Querschnitt aufweisen. Die Vertiefung 7 ist ein mögliches Mittel welches verhindert, dass Wasser, beispielsweise Regen- oder Spritzwasser, von umlaufenden Kanten 8 am Übergang von der Umfangsfläche 9 zu den Reibflächen 4 weg in Richtung einer Mittelebene des Bremsrings 2 und in der Mitte der Vertiefung 7 außen am Umfang der Bremsscheibe 1 entlang bis zu einer tiefsten Stelle läuft, wo das Wasser abtropft. Die umlaufenden Kanten 8 am Übergang von der Umfangsfläche 9 zu den Reibflächen 4 können beispielsweise auch eine Rundung oder eine Fase aufweisen. Die Vertiefung 7 vermeidet, dass sich Wasser an den umlaufenden Kanten 8 sammelt, von wo es in ungünstigen Fällen zwischen die verschleißmindernde Oberflächenbeschichtung 5 und die Bremsscheibe 1 eindringen, d. h. die Oberflächenbeschichtung 5 „unterwandern“ kann. Unter die Oberflächenbeschichtung 5 eindringendes Wasser, insbesondere Salzwasser, führt aufgrund seiner korrosiven Wirkung zu Korrosion unter der Oberflächenbeschichtung 5,die die Oberflächenbeschichtung 5 ablöst. Die umlaufenden Kanten 8 am Übergang von der Umfangsfläche 9 zu den Reibflächen 4 ist besonders kritisch für das Eindringen von Wasser, wenn die Oberflächenbeschichtung 5 dort endet und auch wenn die Oberflächenbeschichtung 5 die umlaufenden Kanten 8 überdeckt, weil die umlaufenden Kanten 8 Unstetigkeitsstellen bilden, an denen die Oberflächenbeschichtung 8 dünn und/oder schadhaft sein kann und die Gefahr einer Rissbildung erhöht ist. Aufgrund der umlaufenden Vertiefung 7 kann die Umfangsfläche 9 der Bremsscheibe 1 als konkav aufgefasst werden. Die an die Reibflächen 4 angrenzende Umfangsfläche 9 weist aufgrund der Vertiefung 7 einen spitzen Winkel zu den Reibflächen 4 auf.
3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mittel: Hier weist die Umfangsfläche 9 zwei umlaufende Rillen als Vertiefungen 7 unmittelbar innerhalb der umlaufenden Kanten 8 auf, die dafür sorgen, dass Wasser um den Umfang der Bremsscheibe 1 abläuft und an einer tiefsten Stelle der Bremsscheibe 1 abtropft. Die die umlaufende Vertiefungen 7 bildenden Rillen vermeiden, dass sich Wasser an den umlaufenden Kanten 8 am Übergang von der Umfangsfläche 9 zu den Reibflächen 4 der Bremsscheibe 1 sammelt.
4 zeigt eine 2 entsprechende umlaufende Vertiefung 7 am Außenumfang einer innenbelüfteten Bremsscheibe 1. Die umlaufende Vertiefung 7 leitet Wasser von den umlaufenden Kanten 8 an den Außenrändern der Reibflächen 4 nach Innen in einen Zwischenraum 12 zwischen zwei Deckscheiben 13 ab. Die beiden Deckscheiben 13 sind parallel zueinander und mit Zwischenraum 12 voneinander angeordnet und durch beispielsweise radiale Rippen 14 einstückig miteinander verbunden. Die Deckschreiben 13 und die Rippen 14 bilden den Bremsring 2 der Bremsscheibe 1. Durch die umlaufende Vertiefung sind Umfangsflächen der Deckscheiben 13 konisch, sie verjüngen sich in Richtung der Mittelebene des Bremsrings 2, also von den Reibflächen 4 zum Zwischenraum 12 zwischen den Deckscheiben.
5 zeigt ebenfalls eine innenbelüftete Bremsscheibe 1, die wie 3 umlaufende Rillen unmittelbar innerhalb der umlaufenden Kanten 8 als umlaufende Vertiefungen 7 aufweisen, die zum Ableiten von Wasser außen am Umfang um die Bremsscheibe 1 herum dienen.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Gestaltung einer innenbelüfteten Bremsscheibe 1 an einem inneren Rand der Reibfläche 4 auf einer der Nabe 3 abgewandten Seite der Bremsscheibe 1, in 6 ist das die linke Reibfläche 4. Am inneren Rand bzw. am Innenumfang geht die Reibfläche 4 mit einem spitzen Winkel, das heißt einem Winkel der weniger als 90° beträgt, unter Bildung einer umlaufenden Kante 15 in eine innere Umfangsfläche 16 über, die sich trichterförmig zum Zwischenraum 12 zwischen den beiden Deckscheiben 13 der innenbelüfteten Bremsscheibe 1 aufweitet. Wasser läuft in einer oberen Hälfte der Bremsscheibe 1 an der umlaufenden Kante 15 in Umfangsrichtung nach unten, in einer unteren Hälfte der Bremsscheibe 1 wird das Wasser von der Reibfläche 4 weg nach Innen in den Zwischenraum 12 zwischen den beiden Deckscheiben 13 geleitet, wo es nach unten abfließt und abtropft. Auch diese Ausgestaltung der Erfindung kann als umlaufende Vertiefung an der inneren Umfangsfläche 16 der nabenabgewandten Reibfläche 4 der Bremsscheibe 1 aufgefasst werden. Sie vermeidet wie die übrigen Varianten der Erfindung, dass sich Wasser am Rand der Reibfläche 4 sammelt und wirkt auf diese Weise einem Eindringen von Wasser zwischen die Oberflächenbeschichtung 5 und die Bremsscheibe 1 entgegen.

Claims

Metallene Bremsscheibe mit einer Reibfläche (4), die eine Oberflächenbeschichtung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) an einer Umfangsfläche (9; 16), die an die Reibfläche (4) angrenzt, Mittel (7, 10) aufweist, welche verhindern, dass Wasser von der Umfangsfläche (9; 16) zur Reibfläche (4) hin abläuft.
Metallene Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel als umlaufende Vertiefung (7, 10) ausgebildet sind.
Metallene Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) einen konkave Umfangsfläche (9; 16) aufweist.
Metallene Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) eine umlaufende Rille (10) in der an die Reibfläche (4) angrenzenden Umfangsfläche (9) nahe der Reibfläche (4) aufweist.
Metallene Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Reibfläche (4) angrenzende Umfangsfläche (9; 16) einen spitzen Winkel zur Reibfläche (4) aufweist.
Metallene Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) innenbelüftet ist.
Metallene Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) aus Grauguss besteht.