DE102011120182A1

DE102011120182A1 - Bremstopf

Info

Publication number: DE102011120182A1
Application number: DE201110120182
Authority: DE
Inventors: Ralph Mayer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2012-06-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremstopf (5) für eine Bremsscheibe (2), insbesondere für eine Verbundbremsscheibe (2), mit einem Boden (9) der auf einer Innenseite (10) und/oder auf einer Außenseite (11) zumindest eine Auflagefläche (12) aufweist. Ein verbesserter Betrieb, insbesondere ein verbesserter Reibwert des Bremstopfs (5) bzw. des Bodens (9) ergibt sich, wenn zumindest eine derartige Auflagefläche (12) bezüglich einer senkrecht zur Längsmittelachse (7) verlaufenden Ebene (13) kalibriert ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Bremsscheibe (2), insbesondere eine Verbundbremsscheibe (2), mit einem Reibring (6) sowie einen derartigen Bremstopf (5). Zudem betrifft die Erfindung eine Radaufhängung (1) mit einer derartigen Bremsscheibe (2) und einer Nabe (3) sowie einer Felge (4). Dabei weist die Nabe (3) und/oder die Felge (4) zumindest einen axialen Vorsprung (16) auf, der mit einer zugehörigen Auflagefläche (12) zusammenwirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremstopf für eine Bremsscheibe, insbesondere für eine Verbundbremsscheibe, sowie eine derartige Bremsscheibe. Die Erfindung betrifft weiter eine Radaufhängung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer derartigen Bremsscheibe.
Ein Bremstopf ist Bestandteil einer Bremsscheibe, die zudem einen koaxial zum Bremstopf angeordneten Reibring aufweist, welcher üblicherweise mit einer Wand des Bremstopfs verbunden ist. Die Wand steht in der Regel mantelförmig von einem Boden des Bremstopfs ab, wobei sie eine Verzahnung aufweisen kann, um mit einer entsprechenden Verzahnung des Reibrings zusammenzuwirken und eine drehfeste Verbindung zwischen dem Reibring und dem Bremstopf sicherzustellen. Die Bremsscheibe ist gewöhnlich mittels des Bremstopfs, insbesondere des Bodens, einerseits mit einer Nabe einer Radaufhängung, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, verbunden und andererseits mit einer Felge eines Fahrzeugrads. Die Verbindung zwischen der Nabe und dem Bremstopf bzw. der Felge und dem Bremstopf ist gewöhnlich über Schraubverbindungen bzw. Stifte gesichert, wobei derartige Verbindungen, insbesondere produktionsbedingt, ein Spiel aufweisen können. Der Bremstopf, insbesondere der Boden des Bremstopfes, kann zudem, insbesondere herstellungsbedingt, eine Dickenschwankung aufweisen, die dazu führt, dass der Boden die Felge bzw. die Nabe nicht gleichmäßig kontaktiert, womit ein Reibwert zwischen dem Boden und der Felge bzw. der Nabe reduziert ist. Der verringerte Reibwert kann bei hohen Drehmomentbelastungen, insbesondere bei Bremsscheiben mit großen Durchmessern, zu einer relativen Bewegung bzw. zu einem Verdrehen zwischen dem Boden und somit der Bremsscheibe und der Felge und/oder der Nabe führen. Ferner können die mit der Verschraubung bewirkten axialen Vorspannungen zu Planlaufschwankungen bzw. Planlauffehlern führen, die verschleißbedingt ebenfalls zu Dickenschwankungen bzw. zu einer Verstärkungen der Dickenschwankungen führen können. Typisch für derartige Dickenschwankungen bzw. Dickenfehler ist ein sogenanntes ”Bremsrubbeln”, das sich zum Beispiel in Form von Vibrationen am zugehörigen Fahrzeug zeigt.
Um dies auszugleichen bzw. zu vermeiden, sind unterschiedliche Vorschläge aus dem Stand der Technik bekannt. Die DE 10 2009 023 402 A1 schlägt beispielsweise eine Suspensionsschicht vor, die beim Anbringen zwischen zwei sich kontaktierenden Flächen zu einer Reibwerterhöhung führt. Das Anbringen einer derartigen Suspensionsschicht und das damit verbundene aufwändige Verfahren führen jedoch zu erhöhten Produktionskosten.
Die DE 10 2009 050 626 A1 schlägt eine Anordnung vor, bei der zwei sich kontaktierende Flächen unbeschichtet sind und die Reibungserhöhung durch eine Mikroverzahnung einer der Flächen erzeugt wird. Die hier vorgeschlagene Lösung bezieht sich insbesondere auf die Verbindung zwischen dem Bremstopf und dem Reibring der Bremsscheibe. Nachteilig hierbei ist, dass die durch die Mikroverzahnung gewährleistete Reiberhöhung zwischen der Bremsscheibe und dem Bremstopf bei Verbundbremsscheiben, insbesondere bedingt durch die unterschiedlichen Materialeigenschaften, nicht anwendbar ist.
In der DE 10 2010 033 601 A1 sind eine Bremsscheibe und eine Nabe einer Radaufhängung aufgezeigt, wobei der Bremstopf entlang der Umfangsrichtung abwechselnd Nabenverbindungsstellen und Durchgangsöffnungen aufweist, die der Verbindung der Felge mit der Nabe dienen. Die Nabenverbindungsstellen sind insbesondere als Erhöhung ausgeformt und wechseln sich mit den Durchgangsöffnungen entlang der Umfangsrichtung ab. Nachteilig hierbei ist, dass es zwischen der Nabe und dem Bremstopf bzw. dem Bremstopf und der Felge zu einem Spiel kommt, welches dementsprechend und wie bereits dargelegt bei hohen Drehmomenteinwirkungen ein Verdrehen des Bremstopfs relativ zur Nabe bzw. zur Felgen verursachen kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Bremstopf bzw. eine Bremsscheibe sowie eine Radaufhängung eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen verbesserten Kontakt zwischen dem Bremstopf und einer Felge und/oder dem Bremstopf und einer Nabe der Radaufhängung bzw. einem verbesserten Reibwert dieses Kontakts sowie insbesondere reduzierte Herstellungskosten auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem Boden eines Bremstopfs zumindest eine vorgegebene Kontaktfläche zu schaffen und diese Kontaktfläche, die der Kontaktierung mit einer Nabe bzw. mit einer Felge dient, derart zu kalibrieren, dass sie keine oder zumindest eine verringerte Dickenschwankung aufweist. Insbesondere kann die Kontaktfläche auch aufgeraut sein, um einen verbesserten Reibwert zu erreichen.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist der Bremstopf einen Boden sowie eine Wand auf, die mantelförmig vom Boden absteht. Der Boden weist eine von der Wand abgewandte Außenseite sowie eine der Wand zugewandte Innenseite auf. Zudem umfasst der Boden auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite zumindest eine solche ringförmige Kontaktfläche bzw. eine ringförmige Auflagefläche. Die ringförmige Auflagefläche dient der Kontaktierung der Nabe bzw. der Felge einer Radaufhängung. Erfindungsgemäß ist zumindest eine solche Auflagefläche bezüglich einer senkrecht zur Längsmittelachse des Bremstopfs verlaufenden Ebene kalibriert. Die Längsmittelachse ist dabei insbesondere diejenige des Bremstopfs und kann dementsprechend auch die Rotationsachse einer zugehörigen Bremsscheibe sein. Somit werden die durch Dickenschwankungen bedingten Unebenheiten des Bodens durch die Kalibrierung innerhalb bzw. entlang der Auflagefläche ausgeglichen. Die kalibrierte ringförmige Auflagefläche zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie radial zumindest einer anderen, insbesondere ringförmigen, Fläche, die kalibriert oder nicht kalibriert sein kann, benachbart ist. Eine derartige Kalibrierung kann also insbesondere eine Vertiefung des Bodens entlang der ringförmigen Auflagefläche sein. Dementsprechend weist die diese Auflagefläche kontaktierende Nabe und/oder Felge einen zugehörigen Vorsprung auf, der mit der Auflagefläche zusammenwirkt. Dabei dienen Auflagenflächen auf der Außenseite des Bodens der Kontaktierung bzw. der Verbindung mit der Felge, während Auflageflächen auf der Innenseite des Bodens die Kontaktierung bzw. die Verbindung mit der Nabe gewährleisten. Insbesondere können auch andere Bereiche als die besagte Auflagefläche/besagten Auflageflächen die Nabe bzw. die Felge kontaktieren, beispielsweise wenn eine Verschraubung den Boden gegen die Nabe und/oder gegen die Felge vorspannt.
Der Bremstopf kann aus beliebigem Material hergestellt sein. Üblicherweise ist ein derartiger Bremstopf aus Blech hergestellt, wobei hier insbesondere Ronden zum Einsatz kommen, welche produktionsbedingt eine Dicke aufweisen, die nach außen abnimmt. Dementsprechend weist der Bremstopf, insbesondere der Boden, eine Dickenschwankung auf, der mit der kalibrierten ringförmigen Auflagefläche entgegengewirkt wird. Somit ist eine vorgegebene, gleichmäßige Kontaktierung des Bodens möglich. Zudem gewährleistet die gleichmäßige Kontaktierung der jeweiligen Auflagefläche einen verbesserten Reibwert zwischen dem Bremstopf, insbesondere im Bereich der Auflagefläche, und der im montierten Zustand die Auflagefläche kontaktierende Nabe bzw. Felge.
Der ringförmige Verlauf der Auflagefläche dient insbesondere der besseren Anpassung an die hier gegebenen Drehmomentübertragungen. Vorstellbar sind auch Ausführungsformen, bei denen mehrere Auflageflächen kreisförmig bzw. entlang eines Rings auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite des Bodens angeordnet sind.
Die Kalibrierung der jeweiligen Auflagefläche erfolgt bevorzugt mit Hilfe eines Umformverfahrens. Als Beispiele für derartige Umformverfahren sei hier auf Druckumformen, Zugdruckumformen, Zugumformen sowie Schubumformen hingewiesen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine Auflagefläche bzw. die Auflageflächen durch ein Rollierverfahren bezüglich der senkrecht zur Längsmittelachse verlaufenden Ebene kalibriert. Folglich werden Walzen bzw. Rollen entlang der Auflagefläche bewegt, so dass die Auflagefläche bzw. der Boden im Bereich der Auflagefläche keine oder zumindest reduzierte Unebenheiten bzw. Dickenschwankungen aufweist. Zudem stellt das Rollierverfahren zum Kalibrieren der Auflagefläche eine besonders effektive und kostengünstige Art der Realisierung der entsprechenden kalibrierten Auflageflächen dar. Ein weiterer Vorteil des Rollierverfahrens ist, dass der Boden bzw. der entsprechende Werkstoff im Bereich der Auflageflächen geglättet und verfestigt wird. Durch das Rollierverfahren sind die Auflageflächen in entsprechende zugehörige Vertiefungen ausgebildet bzw. ausgeformt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest eine solche Auflagefläche alternativ oder zusätzlich zum Rollierverfahren durch ein Rändelverfahren kalibriert bzw. bearbeitet. Dies ist beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Oberflächenstruktur der Rollen bzw. Walzen realisiert. Diese Struktur führt zu einer entsprechenden Struktur der Oberfläche der Auflageflächen und somit zu einer Aufrauhung dieser Auflageflächen. Die Aufrauhung der Auflageflächen dient insbesondere dem Zweck, einen Reibwert zwischen der Auflagefläche und somit dem Boden und einer damit zusammenwirkenden Fläche, beispielsweise der Felge und/oder der Nabe, zu erhöhen und somit höhere Drehmomentübertragungen zu erlauben bzw. den auftretenden Drehmomenten Stand zu halten. Insbesondere wird hierdurch ein Verdrehen zwischen den sich kontaktierenden Flächen verhindert oder zumindest erschwert.
Eine weitere Möglichkeit zur Aufrauhung der Auflagefläche ist die Bearbeitung der Auflagefläche mit einem Laser bzw. mit einer Lasereinrichtung. Die mit der Lasereinrichtung aufgeraute Auflagefläche weist eine feine Struktur auf, die insbesondere durch die Strahlengröße des Lasers bzw. der Lasereinrichtung bedingt ist. Die feine Aufrauhung der Auflagefläche führt zu einer Vergrößerung der gesamten zur Verfügung stehenden Kontaktflächen, so dass ein verbesserter Reibwert bzw. eine verbesserte Reibeigenschaft der Auflagefläche und somit des Bodens erreicht ist. Zudem kann die Lasereinrichtung, insbesondere durch die entsprechende Wärmeeinwirkung zu einer Gefügeumwandlung im Bereich der Auflageflächen und somit zu einer Verfestigung des Werkstoffs führen.
Es versteht sich, dass durch die Aufrauhung der Auflageflächen durch das Rändelverfahren bzw. mit Hilfe der Lasereinrichtung keine absolute Kalibrierung bezüglich der senkrecht zur Längsmittelachse verlaufenden Ebene gegeben ist. Diese Ebene kann jedoch eine mittlere Höhe der Auflagefläche, beispielsweise dem Effektivwert, entsprechen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Boden zumindest zwei ringförmige Auflageflächen, wobei die Auflageflächen unterschiedliche Durchmesser aufweisen und konzentrisch um bzw. zur Längsmittelachse angeordnet sind. Bei kreisförmig ausgebildeten Auflageflächen verläuft die Längsmittelachse folglich durch einen gemeinsamen Mittelpunkt der beiden Auflageflächen. Der Mittelpunkt ist bevorzugt mittig in einer Zentralöffnung des Bremstopfs angeordnet, wobei die Zentralöffnung der Verbindung bzw. Aufnahme des Bremstopfs mit der Nabe bzw. an der Nabe dient. Dementsprechend sind die konzentrisch angeordneten Auflageflächen auch konzentrisch um die Zentralöffnung angeordnet. Bevorzugt sind zudem Ausführungsformen, bei denen die jeweils konzentrisch angeordneten Auflageflächen auf der Innenseite oder der Außenseite des Bodens angeordnet sind, wobei auch Ausführungsformen vorstellbar sind, bei denen diese Auflageflächen auf unterschiedlichen Seiten des Bodens angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zumindest zwei der Auflageflächen an der Außenseite und an der Innenseite fluchtend zueinander angeordnet. Das heißt, dass zumindest zwei der Auflageflächen entlang der Axialrichtung einander direkt gegenüberliegen. Folglich wird eine Wandstärke des Bodens durch die zueinander fluchtend auf der Innenseite und der Außenseite angeordneten Auflageflächen bestimmt. Durch die Kalibrierung der Auflageflächen ist es also insbesondere auch möglich, die Wandstärke bzw. die Dicke des Bodens entlang der Auflagefläche gleichmäßig zu gestalten.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen zwei zueinander fluchtende Auflageflächen konzentrisch zu zwei anderen zueinander fluchtenden Auflageflächen angeordnet sind. Damit ist die Wandstärke des Bodens entlang von zwei durch die fluchtenden Auflageflächen gegebenen ringförmigen Bereichen gleichmäßig ausgeformt und weist eine konstante Wandstärke und somit Dicke auf. Dementsprechend können mehrere sich jeweils gegenüberliegende bzw. zueinander fluchtenden Auflageflächen vorgesehen sein, die entlang der entsprechenden Bereiche eine gleichmäßige Wandstärke und eine ebene Oberfläche aufweisen.
Die jeweiligen Auflageflächen können bezüglich der gleichen senkrecht zur Längsmittelachse verlaufenden Ebene kalibriert sein. Es sind jedoch auch Varianten vorstellbar, bei denen unterschiedliche Auflageflächen bezüglich unterschiedlicher, senkrecht zur Längsmittelachse verlaufender, Ebenen kalibriert sind. Auch sind Ausführungsformen vorstellbar, bei denen eine der Auflageflächen oder mehrere Auflageflächen oder alle Auflageflächen durch eines der besagten Verfahren bzw. der Lasereinrichtung und/oder einem anderen Verfahren gänzlich oder teilweise aufgeraut sind.
Dementsprechend ist es möglich, die Wandstärke bzw. Dicke des Bodens im Bereich von unterschiedlichen Auflageflächen verschieden auszuformen bzw. zu gestalten. Bevorzugt sind hierbei Ausführungsformen, bei denen die Wandstärke im Bereich von radial äußeren Auflageflächen größer ist als die Wandstärke im Bereich von radial inneren Auflageflächen. Insbesondere ist die Dicke der durch die zwei axial zueinander fluchtend angeordneten radial äußeren Anlageflächen des Bodens größer als die Dicke der durch die zwei axial zueinander fluchtenden radial inneren Auflageflächen des Bodens.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Bremstopf Bestandteil einer Bremsscheibe. Die Bremsscheibe weist zudem einen Reibring auf, wobei der Bremstopf und der Reibring, insbesondere bezüglich der Längsmittelachse, koaxial angeordnet sind. Die Bremsscheibe ist insbesondere als Verbundbremsscheibe ausgebildet bzw. ausgestattet. Das heißt, dass der Bremstopf und der Reibring separate Bauteile sind, wobei der Bremstopf insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Blech hergestellt sein kann, während der Reibring aus einem anderen Material, beispielsweise aus Keramik oder einem keramikartigen Werkstoff bzw. aus Kohlenstoffaser hergestellt ist. Der die ringförmigen und kalibrierten Auflageflächen aufweisende Bremstopf bzw. Boden ist besonders vorteilhaft, wenn die Bremsscheibe groß ausgebildet ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Bremsscheibe mit dem Bremstopf Bestandteil einer Radaufhängung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Radaufhängung weist zudem eine Nabe sowie eine Felge auf. Dabei ist der Boden des Bremstopfes zwischen der Nabe und der Felge angeordnet, so dass die Außenseite des Bodens der Felge zugewandt ist, während die Innenseite des Bodens der Nabe zugewandt ist.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Nabe zumindest einen ringförmigen Vorsprung aufweist, der axial in Richtung des Bodens absteht und mit einer zugehörigen Auflagefläche des Bodens zusammenwirkt. Vorzugsweise weist die Nabe zwei derartige axiale Vorsprünge auf, die jeweils mit einer zugehörigen Auflagefläche auf der Innenseite des Bodens zusammenwirken, wobei die zugehörigen Vorsprünge und Auflageflächen bevorzugt jeweils komplementär ausgebildet sind. Die axialen Vorsprünge der Nabe sowie die zugehörigen Auflageflächen auf der Innenseite des Bodens sind zudem bevorzugt konzentrisch bezüglich der Längsmittelachse des Bodens, welche auch die Längsmittelachse der Nabe und der Felge ist, angeordnet.
Alternativ, bevorzugt jedoch zusätzlich, weist die Felge zumindest einen axial in Richtung des Bodens gerichteten Vorsprung auf, der mit einer zugehörigen Auflagefläche auf der Außenseite des Bodens zusammenwirkt. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Felge zwei derartige axiale Vorsprünge aufweist, die konzentrisch um die Längsmittelachse angeordnet sind und jeweils mit einer zugehörigen Auflagefläche auf der Außenseite des Bodens zusammenwirken.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind die radial äußeren Auflageflächen, von denen eine mit einem axialen Vorsprung der Nabe und die andere mit einem axialen Vorsprung der Felge zusammenwirkt, fluchtend zueinander angeordnet.
Zur Befestigung können weiter Schraubverbindungen vorgesehen sein, wobei entsprechende Öffnungen bzw. Bohrungen bevorzugt zwischen den konzentrisch zur Längsmittelachse angeordneten Auflageflächen bzw. Vorsprünge, insbesondere mittig bezüglich dieser Auflageflächen, angeordnet sind.
Eine derartige Radaufhängung hat insbesondere den Vorteil, dass die Kontaktierung zwischen dem Boden und der Nabe und/oder der Felge gleichmäßig und entlang vorgegebener Flächen verläuft. Dies führt einerseits zur Verhinderung oder zumindest Reduzierung eines Bremsrubbelns, das durch Dickenfehler der Bremsscheibe, insbesondere des Bodens, bedingt ist, und andererseits zu einem erhöhten Reibwert bzw. eine erhöhte Reibung zwischen dem Boden und der Nabe und/oder zwischen dem Boden und der Felge, womit ein Verdrehen der Felge bezüglich der Bremsscheibe bzw. der Bremsscheibe bezüglich der Nabe bei erhöhten Drehmomentbelastungen vermieden oder zumindest reduziert ist.
Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform, bei dem die Wandstärke des Boden im Bereich von radial äußeren Auflageflächen größer ist als im Bereich von radial inneren Auflageflächen. Beim Montieren werden folglich, sofern die zugehörigen Vorsprünge der Nabe bzw. der Felge gleichmäßig ausgebildet sind, zuerst die radial äußeren Auflageflächen kontaktiert. Durch das Verschrauben erfährt der Boden und entsprechend die Nabe bzw. die Felge an radial äußeren Bereichen eine höhere axiale Vorspannung als im radial inneren Bereichen. Wirken erhöhte Querkräfte auf die Radaufhängung, welche insbesondere bei einer Kurvenfahrt und hohen Geschwindigkeiten auftreten können, so ist ein Trennen der Kontakte zwischen der Felge und dem Boden verhindert, oder zumindest erschwert, weil eine entsprechende Verformung des Bodens bzw. der Felge die zugehörigen Vorsprünge gegen die zugehörigen Auflageflächen drücken.
Analog hierzu sind Ausführungsformen vorstellbar, bei denen radial äußere Vorsprünge der Felge und/oder der Nabe weiter vorstehen als radial innere Vorsprünge. Bei gleichen Wandstärken bzw. Dicken des Bodens den jeweils zugehörigen Auflageflächen wird ein ähnlicher Effekt erzielt. Auch sind Ausführungsformen vorstellbar, bei denen eine Kombination aus der Größe der axialen Vorsprünge und der Dicke bzw. Wandstärke des Bodens im Bereich der Auflageflächen dazu führen, dass beim Montieren radial äußere Vorsprünge die zugehörigen Auflageflächen kontaktieren, bevor radial innere Vorsprünge die zugehörigen Auflageflächen kontaktieren.
Zur Erhöhung des Reibwerts können auch die jeweiligen axialen Vorsprünge eine Aufrauhung aufweisen, die auf beliebige Art, beispielsweise durch ein Rändelverfahren, hergestellt sind. Ist die Felge aus einem weichen Werkstoff, insbesondere Aluminium, hergestellt, so bewirkt auch die die Felge kontaktierende und aufgeraute Auflagefläche ein entsprechendes Aufrauen des zugehörigen axialen Vorsprungs der Felge.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 einen Schnitt durch eine Radaufhängung,
2 eine räumliche Ansicht eines Bremstopfs von der Innenseite,
3 eine räumliche Ansicht der Bremsscheibe von der Außenseite,
4 eine räumliche Ansicht einer Bremsscheibe.
Entsprechend 1 weist eine Radaufhängung 1 eine Bremsscheibe 2, eine Nabe 3 sowie eine Felge 4 auf. Die Bremsscheibe 2, die insbesondere als Verbundbremsscheibe 2 ausgebildet bzw. ausgestattet sein kann, weist einen Bremstopf 5 und einen Reibring 6 auf, die bezüglich einer mit einem Pfeil 7 angedeuteten Längsmittelachse der Bremsscheibe 2 koaxial zueinander angeordnet sind. Der Bremstopf 5 weist eine Wand 8 auf, die mantelförmig von einem Boden 9 des Bremstopfs 5 absteht. Der Boden 9 weist somit eine der Wand 8 zugewandte Innenseite 10 sowie eine von der Wand 8 abgewandte Außenseite 11 auf. Die Bremsscheibe 2 ist mittels des Bodens 9 des Bremstopfs 5 mit der Nabe 3 und der Felge 4 verbunden.
Hierzu weist der Boden 9 zumindest eine ringförmige Auflagefläche 12 auf, wobei die hier beispielhaft gezeigte Ausführungsform insgesamt vier solche Auflageflächen 12 aufweist. Die jeweiligen Auflageflächen 12 sind zudem bezüglich senkrecht zur Längsmittelsachse 7 verlaufenden Ebenen 13 kalibriert. Dementsprechend liegen die Auflageflächen 12 in den Ebenen 13.
Jeweils zwei der Auflageflächen 12 sind auf der Innenseite 10 und auf der Außenseite 11 des Bodens 9 angeordnet. Die jeweilige Auflagefläche 12 ist radial einer Zwischenfläche 21 benachbart, so dass die Auflageflächen 12', 12'' auf der Innenseite 10 und die Auflageflächen 12''', 12'''' jeweils von einer solchen Zwischenfläche 21 getrennt sind. Die Zwischenflächen 21 sind ringförmig ausgebildet und können kalibriert bzw. nicht kalibriert sein, wobei sie im letzteren Fall eine andere Kalibrierung, insbesondere bezüglich andere Ebenen, aufweisen, als die zugehörigen Auflageflächen 12. Dabei fluchten die zwei radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' und die zwei radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''' jeweils zueinander, wobei die radiale Richtung bezüglich der Längsmittelachse 7 gegeben ist. Während sich die radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' entlang einer parallel zur Längsmittelachse 7 verlaufenden Axialrichtung direkt gegenüberliegen, liegen sich die radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''' entlang der Axialrichtung ebenfalls direkt gegenüber. Folglich ist eine Wandstärke 15 bzw. Dicke 15 im Bereich der zueinander fluchtenden Auflageflächen 12 durch die Abstände eben dieser Auflageflächen 12 senkrecht zur jeweiligen Ebene 13 gegeben.
Die jeweiligen Auflageflächen 12 sind zudem bezüglich unterschiedlichen senkrecht zur Längsmittelachse 7 verlaufenden Ebenen 13 kalibriert. Des Weiteren sind die jeweiligen Auflageflächen 12 durch ein Umformverfahren, beispielsweise durch ein Rollierverfahren und/oder mit Hilfe eines Rändelverfahrens bezüglich der jeweiligen zugehörigen Ebene 13 kalibriert, so dass die jeweilige Auflagefläche 12 in einer Vertiefung 14 des Bodens 9 ausgebildet ist. Die Vertiefungen 14 auf der Oberseite 11 weisen dabei eine unterschiedliche Form auf, als die Vertiefungen 14 auf der Innenseite 10 des Bodens 9.
Die Auflageflächen 12 auf der Innenseite 10 und auf der Außenseite 11 sind jeweils bezüglich unterschiedlicher Ebenen 13 kalibriert. Während die Auflagefläche 12' bezüglich der Ebene 13' kalibriert ist, ist die andere Auflagefläche 12''' auf der Außenseite 11 bezüglich einer anderen Ebene 13''' kalibriert. Gleiches gilt für die Auflageflächen 12'', 12'''' auf der Innenseite 10, die jeweils bezüglich der Ebene 13'' bzw. der Ebene 13'''' kalibriert sind. Somit weisen die Vertiefungen 14 auf der Innenseite 10 und auf der Außenseite 11 jeweils unterschiedliche Ausdehnungen entlang der Axialrichtung auf. Dabei weisen die Vertiefungen 14, in denen die radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' ausgeformt sind, die gleiche axiale Ausdehnung aus, die kleiner als die axiale Ausdehnung der Vertiefungen 14 der radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''' ist. Dies führt dazu, dass die Wandstärke 15 bzw. Dicke 15 des Bodens 9 im Bereich der radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' stärker bzw. größer ist als die Wandstärke 15 bzw. Dicke 15 des Bodens 2 im Bereich der radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''', wobei die Wandstärke 15 im Bereich der radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' und im Bereich der radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''', jeweils gleich ist bzw. gleichmäßig verläuft.
Zur Kontaktierung der Bremsscheibe 2 bzw. des Bodens 9 des Bremstopfs 5 weisen die Nabe 3 und die Felge 4 jeweils zwei axiale Vorsprünge 16 auf, die mit einer zugehörigen Auflagefläche 12 des Bodens 9 des Bremstopfs 5 zusammenwirken. Die jeweiligen axialen Vorsprünge 16 weisen zweckmäßig eine zur zugehörigen Auflagefläche 12, komplementäre Form auf und stehen in Richtung des Bodens 9 von der Nabe 3 bzw. der Felge 4 ab.
Bei der Montage der Radaufhängung 1 kontaktieren die radial äußeren Vorsprünge 16, aufgrund der im Bereich der radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' größeren Wandstärke 15, die radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' bevor die radial inneren Vorsprünge 16 die radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''' kontaktieren. Zudem kann die Verbindung zwischen der Felge 4, dem Bremstopf 5 und der Nabe 3 durch eine hier nicht gezeigte Verschraubung erfolgen, die vorzugsweise mutig zwischen den radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' und den radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''' verläuft. Die Verschraubung bewirkt eine Vorspannung entlang der axialen Richtung. Demzufolge ist der Boden 9 entlang der radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' axial stärker vorgespannt als entlang der inneren Auflageflächen 12''', 12''''. Zwecks einer besseren Beschreibung kontaktieren sich die Vorsprünge 16 und die zugehörigen Auflageflächen 12 in der in 1 gezeigten Darstellung nicht.
Die jeweilige Auflagefläche 12 ist bevorzugt aufgeraut. Dies erfolgt beispielsweise durch ein Rändelverfahren bzw. mit Hilfe einer Lasereinrichtung. Auch können die Vorsprünge 16 entsprechend aufgeraut sein. Die Aufrauhung der Auflageflächen 12 führt zu einem verbesserten Reibwert zwischen dem Bremstopf 5 bzw. dem Boden 9 und der Felge 4 und/oder der Nabe 3. Aufgrund der zusätzlich gegebenen ebenen Verlauf der jeweiligen Auflageflächen 12 ist somit einerseits die nachteilige Dickenschwankung des Bremstopfs 5 insbesondere des Bodens 9 entgegengewirkt und andererseits die Übertragung von höheren Drehmomenten gewährleistet und insbesondere ein Verdrehen des Bremstopfs 5 relativ zur Nabe 3 bzw. zur Felge 4 bei hohen Drehmomenten, die insbesondere beim Beschleunigen und/oder Bremsen auftreten können, verhindert oder zumindest reduziert. Dies reduziert auch die durch das Verdrehen auf die Verschraubung, insbesondere einer Schraube der Verschraubung, wirkenden Scherkräfte.
Wie in den 2 und 3 zu sehen sind die Auflageflächen 12 auf der Innenseite 10 bzw. der Außenseite 11 bezüglich der Längsmittelachse 7 konzentrisch angeordnet. Das heißt, dass ein Durchmesser 17' der radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' größer ist als ein Durchmesser 17'' der radial inneren Auflageflächen 12''', 12''''.
Der Boden 9 weist des Weiteren Schraublöcher 18 auf, die ringförmig zwischen den radial äußeren Auflageflächen 12', 12'' und dem radial inneren Auflageflächen 12''', 12'''', also in den Zwischenflächen 21 angeordnet sind. Diese Schraublöcher 18 dienen zum Durchführen von nicht gezeigten Schrauben zum Verbinden der Bremsscheibe 2 mit der Felge 4 bzw. der Nabe 3. Ferner weist der Bremstopf 2 kreisförmig entlang der Wand 8 angeordnete Lüftungsöffnungen 19 zur Kühlung der Bremsscheibe 2 auf.
Die Verbindung zwischen dem Bremstopf 5 und dem Reibring 6 ist, wie in 4 dargestellt, dadurch realisiert, dass eine Topfverzahnung 20 des Bremstopfes 5 mit einer Reibringverzahnung 22 des Reibrings 6 in Eingriff steht und somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem Bremstopf 5 und dem Reibring 6 gewährleistet. Bei der in 4 dargestellten Bremsscheibe 2 sind dabei die Auflageflächen 12 nicht gezeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009023402 A1 [0003]
DE 102009050626 A1 [0004]
DE 102010033601 A1 [0005]

Claims

Bremstopf (5) für eine Bremsscheibe (2), insbesondere für eine Verbundbremsscheibe (2), mit einem Boden (9) sowie einer mantelförmig vom Boden (9) abstehenden Wand (8), wobei – der Boden (9) eine der Wand (8) zugewandte Innenseite (10) und eine von der Wand (8) abgewandte Außenseite (11) aufweist, – der Boden (9) auf der Außenseite (11) und/oder auf der Innenseite (10) zumindest eine ringförmige Auflagefläche (12) aufweist, – zumindest eine solche Auflagefläche (12) bezüglich einer senkrecht zur Längsmittelachse (7) des Bremstopfs (5) verlaufenden Ebene (13) kalibriert ist.
Bremstopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ringförmigen Auflageflächen (12) mit Hilfe eines Umformverfahrens kalibriert ist.
Bremstopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der der Auflageflächen (12) mit Hilfe eines Rollierverfahrens und/oder Rändelverfahrens kalibriert ist.
Bremstopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Auflageflächen (12) mit einer Lasereinrichtung aufgeraut ist.
Bremstopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite (11) und/oder auf der Innenseite (10) zumindest zwei ringförmige Auflageflächen (12) mit verschiedenen Durchmessern (17) zur Längsmittelachse (7) konzentrisch angeordnet sind.
Bremstopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Auflageflächen (12) bezüglich unterschiedlicher Ebenen (13) kalibriert sind.
Bremstopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Auflageflächen (12) zueinander fluchtend auf der Außenseite (11) und auf der Innenseite (10) angeordnet sind.
Bremstopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (9) im Bereich der zueinander fluchtenden radial äußeren Auflageflächen (12) eine größere Wandstärke (15) aufweist als im Bereich der zueinander fluchtenden radial inneren Auflageflächen (12).
Bremsscheibe (2), insbesondere Verbundbremsscheibe (2), mit einem Reibring (6) und einem Bremstopf (5) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Radaufhängung (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Nabe (3) und einer Felge (4) sowie einer Bremsscheibe (2) nach Anspruch 9, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, – dass die Nabe (3) zumindest einen ringförmigen axialen Vorsprung (16) aufweist, der mit einer zugehörigen Auflagefläche (12) der Innenseite (10) des Bodens (9) des Bremstops (5) zusammenwirkt, und/oder – dass die Felge (4) zumindest einen ringförmigen axialen Vorsprung (16) aufweist, der mit einer zugehörigen Auflagefläche (12) der Außenseite (11) des Bodens (9) des Bremstops (5) zusammenwirkt.