DE102013001322A1

DE102013001322A1 - Tragteil und Reibring einer Bremsscheibe, Bremsscheibe und Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe

Info

Publication number: DE102013001322A1
Application number: DE201310001322
Authority: DE
Inventors: Hatem Shahin
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-01-26
Filing date: 2013-01-26
Publication date: 2014-07-31
Anticipated expiration: 2033-01-27
Also published as: DE102013001322B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tragteil (10) einer Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen (11), die jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselementes (4) zumindest eines Reibrings (2, 3) der Bremsscheibe (1) ausgebildet sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Reibring (2, 3) einer Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungselementen (4), die jeweils zur Aufnahme einer Verbindungsvorrichtung (11) eines Tragteils (10) der Bremsscheibe (1) ausgebildet sind, Bremsscheiben (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges sowie Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tragteil einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen, die jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselementes zumindest eines Reibrings der Bremsscheibe ausgebildet sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Reibring einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungselementen, die jeweils zur Aufnahme einer Verbindungsvorrichtung eines Tragteils der Bremsscheibe ausgebildet sind, sowie Bremsscheiben einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe eines Fahrzeuges.
Bremsscheiben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, können einteilig oder als Hybrid-Bremsscheibe zweiteilig ausgebildet sein.
Bekannt sind verschiedene Ausführungen von Hybrid-Bremsscheiben 1 aus zwei Reibringen 2, 3, die jeweils aus Grauguss ausgebildet sind, und einem Tragteil 10, welches aus Aluminium ausgebildet ist, siehe 1 und 2. Je nach Fertigungsverfahren ist die Verbindung 5 zwischen den Reibringen 2, 3 und dem Tragteil 10 entweder fest, siehe 1, oder die Verbindung 6 weist ein Spiel SA zwischen den Seitenwänden der Reibringe 2, 3 und dem Tragteil 10 auf, um eine radiale Bewegung 7 der Reibring-Verbindungselemente, hier des Verbindungszapfens 4, zu ermöglichen, siehe 2. Der Verbindungszapfens 4 der Hybrid-Bremsscheiben 1 kann mit einem radialen Spiel SR an dem Tragteil 10 angeordnet werden.
Ob bei einteiliger Bremsscheibe oder Hybrid-Bremsscheibe ist die Vermeidung der Schirmung bzw. ihre Minimierung ein technisches Problem, das es noch zu lösen gilt. Ursache dafür sind die unterschiedlichen Biegemomente M3 und M2 der beiden Reibringe 2, 3 auf die Anschraubebene 8 zwischen Tragteil 10 und Radnabe (nicht dargestellt), siehe 3. Das Biegemomente M3 berechnet sich aus dem Produkt der radialen Kraft F3radial und dem Weg X3 (M3 = F3radial·X3), das Biegemomente M2 berechnet sich aus dem Produkt der radialen Kraft F2radial und dem Weg X2 (M2 = F2radial·X2). Die radialen Kräfte F3radial und F2radial wirken auf die Reibringe 2, 3.
Als negative Folgen der Schirmung bei bekannten Bremsscheiben ist der Effekt der Hotspots zu erwähnen, der weiter technische Probleme verursacht, wie z. B. die unregelmäßige und unhomogene Berührung zwischen Bremsbelägen und Bremsscheibe. Die Schirmung der Bremsscheibe führt zur Verschlechterung der Bremswirkung der Bremsscheibe eines Bremssystems und ggf. zu einer Zerstörung der Bremsscheibe und damit des Bremssystems.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug beziehungsweise Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug beziehungsweise Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, durch die in kostengünstiger und einfacher Weise die Schirmung der Bremsscheibe minimiert werden kann.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Tragteil einer Bremsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Reibring einer Bremsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 7, durch Bremsscheiben mit den Merkmalen der Ansprüche 10 und 11 sowie Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe mit den Merkmalen der Ansprüche 12 und 13. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Tragteil beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Reibring, den erfindungsgemäßen Bremsscheiben sowie den erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die voranstehende Aufgabe durch ein Tragteil einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen, die jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselementes zumindest eines Reibrings der Bremsscheibe ausgebildet sind, gelöst. Das Tragteil ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung jeder Verbindungsvorrichtung zumindest zwei Bereiche unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweist.
Ein derartig ausgebildetes Tragteil einer Bremsscheibe ermöglicht, dass nach einer stoffschlüssigen Verbindung des Tragteils und zumindest eines Reibrings mittels eines Gussverfahrens die Schirmung des an dem Tragteil stoffschlüssig befestigten Reibrings minimiert ist. Dadurch, dass die Wandung jeder Verbindungsvorrichtung des Tragteils zwei Bereiche unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweist, ergibt sich ein unterschiedliches Spiel zwischen dem zumindest einen Reibring und den zwei Bereichen der Wandung einer jeden Verbindungsvorrichtung des Tragteils. D. h., je nach der Beschaffenheit der Oberfläche der Wandung einer Verbindungsvorrichtung ergibt sich ein größeres Spiel bzw. ein kleineres Spiel insbesondere gar kein Spiel. Ein derartig ausgebildetes Tragteil einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse ermöglicht, dass bei einer Beanspruchung der Bremsscheibe, insbesondere des zumindest einen Reibrings, aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit der Wandung der Verbindungsvorrichtungen eine Gegenkraft erzeugt wird, die gegen eine Schirmung, d. h. eine Deformation, des Reibrings und damit auch des Tragteils wirkt.
Die Wandungen jeder Verbindungsvorrichtung des Tragteils sind identisch ausgebildet. D. h., das Tragteil weist eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen auf, die radial zur Drehachse des Tragteils nebeneinander angeordnet sind. Die zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit sind bei jeder Verbindungsvorrichtung gleich angeordnet. Hierdurch ergibt sich, dass der zumindest eine Reibring an einer Seite mit einem Spiel an der Wandung der Verbindungsvorrichtungen anliegt und an der anderen Seite mit einem geringeren Spiel, insbesondere mit keinem Spiel, anliegt. Hierdurch wird ein Kippausgleich geschaffen, wenn Schirmungskräfte auf die Bremsscheibe, insbesondere auf den zumindest einen Reibring, wirken.
Bevorzugt weist das Tragteil zwischen 15 und 35, insbesondere zwischen 22 und 28 Verbindungsvorrichtungen auf, die jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselementes zumindest eines Reibrings der Bremsscheibe ausgebildet sind.
Bevorzugt kann bei einem Tragteil vorgesehen sein, dass ein zweiter Bereich der Wandung einer jeder Verbindungsvorrichtung eine rauere Oberflächenbeschaffenheit aufweist als ein erster Bereich einer jeden Verbindungsvorrichtung. Die weniger raue Oberflächenbeschaffenheit ergibt nach dem Eingießen bzw. Umgießen der Verbindungsvorrichtungen ein geringes Spiel zwischen der Wandung der Verbindungsvorrichtungen und den Verbindungselementen des zumindest einen Reibrings. Das Spiel ist verringert bzw. gänzlich aufgehoben bei dem zweiten Bereich der Wandung aufgrund der raueren Oberflächenbeschaffenheit. D. h., an den zweiten Bereichen der Wandungen der Verbindungsvorrichtungen ist eine feste Verbindung, insbesondere ohne Spiel, zwischen den Verbindungselementen des zumindest einen Reibrings und in Verbindungsvorrichtungen des Tragteils gegeben. Im Bereich der ersten Bereiche ist aufgrund der weniger rauen Oberflächenbeschaffenheit ein gewisses Spiel zwischen den Verbindungselementen des zumindest einen Reibrings und den Verbindungsvorrichtungen des Tragteils gegeben, so dass ein kleiner Kippausgleich in diesen ersten Bereichen gegeben ist und bei Auftreten einer Schirmung eine Gegenkraft im Bereich der ersten Bereiche der Wandung erzeugt wird, die gegen die Schirmung wirkt.
Bevorzugt ist ein Tragteil, bei dem die Verbindungsvorrichtungen Vorsprünge, insbesondere radial zur Drehachse des Tragteils ausgerichtete Vorsprünge, sind. Bei einem derartig ausgebildeten Tragteil werden die Vorsprünge bei der Herstellung des zumindest einen Reibrings durch das Gussmaterial des zumindest einen Reibrings umgossen, um dadurch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Verbindungselementen des Reibrings und den Verbindungsvorrichtungen des Tragteils zu erlangen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann bei einem Tragteil vorgesehen sein, dass die Verbindungsvorrichtungen Vertiefungen, insbesondere radial zur Drehachse des Tragteils ausgerichtete Vertiefungen sind. Die Vertiefungen sind vorzugsweise zylinderförmig, insbesondere topfartig ausgebildet. Der Querschnitt der zylinderförmig ausgebildeten Vertiefungen ist bei jeder Verbindungsvorrichtung gleich. Als Querschnitt können kreisrunde Querschnitte, ovale Querschnitte oder mehreckige Querschnitte vorgesehen sein. Bei einem derartig ausgebildeten Tragteil einer Bremsscheibe werden bei der Herstellung der Bremsscheibe die Verbindungselemente des zumindest einen Reibrings in die Verbindungsvorrichtungen des Tragteils eingegossen, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem zumindest einen Reibring und dem Tragteil herzustellen. Hierbei bildet sich aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit der Wandung der als Vertiefungen ausgebildeten Verbindungsvorrichtungen ein geringes Spiel an den ersten Bereichen der Verbindungsvorrichtungen und kaum ein Spiel bzw. kaum kein Spiel an den zweiten Bereichen der Verbindungsvorrichtungen. Durch diese unterschiedliche stoffschlüssige Verbindung der Verbindungselemente des Reibrings in den Verbindungsvorrichtungen des Tragteils werden beim Auftreten einer Deformationskraft Kräfte erzeugt, die einer Deformation der Bremsscheibe entgegenwirken. Diese erzeugte Gegenkraft wird im Bereich der ersten Bereiche der Verbindungsvorrichtungen erzeugt, da dort ein Spiel zwischen den Verbindungselementen und den Verbindungsvorrichtungen vorliegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Tragteil vorgesehen sein, dass der erste Bereich der Wandung glatt, insbesondere fein gedreht oder geschliffen, ausgebildet ist. Der zweite Bereich der Wandung der Verbindungsvorrichtungen ist vorteilhafterweise sehr rau, insbesondere gewindeartig, ausgebildet, so dass das eingegossene Material des Reibrings sich im zweiten Bereich der Verbindungsvorrichtungen mit der Wandung verzahnt, um dort eine absolut feste Verbindung zwischen den Verbindungselementen des Reibrings und den Verbindungsvorrichtungen des Tragteils zu schaffen.
Ferner kann bei einem Tragteil vorgesehen sein, dass auf dem ersten Bereich der Wandung ein Gleitlack aufgebracht ist. Hierdurch kann das Spiel zwischen der Wandung einer Verbindungsvorrichtung und eines Verbindungselementes des Reibrings gesichert werden. Insbesondere kann das Spiel dadurch gegen Feinstaubpartikel gesichert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Reibring einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungselementen, die jeweils zur Aufnahme einer Verbindungsvorrichtung eines Tragteils der Bremsscheibe ausgebildet sind, gelöst. Der Reibring ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung jedes Verbindungselementes zumindest zwei Bereiche unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweist. Ein derart ausgebildeter Reibring einer Bremsscheibe ermöglicht, dass bei der Herstellung der Bremsscheibe mittels eines Gussverfahrens das angegossene Tragteil unterschiedlich fest an den zumindest zwei Bereichen der Verbindungselemente anliegt. Durch dieses unterschiedlich feste Anliegen des Tragteils an den Verbindungselementen, kann bei Auftreten einer Deformationskraft auf die Bremsscheibe eine Gegenkraft erzeugt werden, die der Deformationskraft entgegenwirkt. Dabei wird die Gegenkraft dort erzeugt, wo ein Spiel zwischen den Verbindungselementen und den Verbindungsvorrichtungen vorliegt, d. h. im Bereich der ersten Bereiche der Wandung der Verbindungselemente.
Das Prinzip ist exakt das gleiche wie bei dem Tragteil der Bremsscheibe, wie zuvor beschrieben. Nur, dass in diesem Fall die Verbindungselemente des Reibrings zumindest zwei Bereiche unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweisen und dass zur Herstellung der Bremsscheibe das Tragteil zur stoffschlüssigen Verbindung im Reibring gegossen wird. Entsprechend gelten die gleichen Vorteile, wie sie ausführlich zu dem Tragteil der Bremsscheibe ausgeführt worden sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Reibring vorgesehen sein, dass ein zweiter Bereich der Wandung eines jeden Verbindungselementes eine rauere Oberflächenbeschaffenheit aufweist als ein erster Bereich eines jeden Verbindungselementes. Besonders bevorzugt ist der erste Bereich eines jeden Verbindungselementes glatt, insbesondere fein gedreht oder geschliffen, ausgebildet und der zweite Bereich eines jeden Verbindungselementes rau bzw. gewindeartig ausgebildet. Hierdurch ist sichergestellt, dass das eingegossene bzw. umgossene Tragteil unterschiedlich fest an den zumindest zwei Bereichen der Wandung eines jeden Verbindungselementes anliegt. Auch kann auf dem ersten Bereich eines jeden Verbindungselementes ein Gleitlack vorgesehen sein. Hierdurch kann das Spiel zwischen der Wandung einer Verbindungsvorrichtung und eines Verbindungselementes des Reibrings gesichert werden. Insbesondere kann das Spiel dadurch gegen Feinstaubpartikel gesichert werden.
Bevorzugt kann bei einem Reibring vorgesehen sein, dass die Verbindungselemente Vorsprünge, insbesondere radial zur Drehachse des Reibrings ausgerichtete Vorsprünge sind. Diese Vorsprünge können zapfenartig ausgebildet sein, wobei die Querschnitte der Vorsprünge kreisrund, oval oder mehreckig ausgebildet sein können.
Besonders bevorzugt kann bei einem Reibring vorgesehen sein, dass die Verbindungselemente Vertiefungen, insbesondere radial zur Drehachse des Reibrings ausgerichtete Vertiefungen sind. Die Vertiefungen sind vorzugsweise zylinderförmig, insbesondere topfartig ausgebildet. Auch hier können die Vertiefungen unterschiedliche Querschnitte aufweisen. So ist denkbar, dass bei einem Tragteil die Vertiefungen kreisrunde Querschnitte aufweisen, während bei einem anderen Tragteil die Vertiefungen mehreckige Querschnitte aufweisen. Entscheidend ist, dass bei einem Reibring die Verbindungselemente gleichartig ausgebildet sind. Entsprechend gleichartig sind auch die Verbindungsvorrichtungen des Tragteils ausgebildet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend zumindest einen Reibring mit Verbindungselementen und ein Tragteil mit Verbindungsvorrichtungen, die über eine Gussverbindung stoffschlüssig aneinander befestigt sind, gelöst. Dabei ist die Bremsscheibe dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil nach dem ersten Aspekt der Erfindung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ausgebildet ist.
Alternativ wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend zumindest einen Reibring mit Verbindungselementen und ein Tragteil mit Verbindungsvorrichtungen, die über eine Gussverbindung stoffschlüssig aneinander befestigt sind, gelöst. Bei dieser Bremsscheibe ist vorgesehen, dass der zumindest eine Reibring gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ausgebildet ist.
Derartig ausgebildete Bremsscheiben einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges wirken einer Schirmung der Bremsscheibe entgegen aufgrund ihrer speziellen Ausgestaltung der Verbindung der Verbindungsvorrichtungen des Tragteils und der Verbindungselemente des zumindest einen Reibrings der Bremsscheibe. Derartig ausgebildete Bremsscheiben können bei Auftreten einer Deformationskraft auf die Bremsscheibe aufgrund der speziellen Anordnung der Verbindungselemente des Reibrings und der Verbindungsvorrichtungen des Tragteils der Bremsscheibe Gegenkräfte im Bereich der ersten Bereiche der Wandung der Verbindungselemente bzw. der Verbindungsvorrichtungen erzeugen, die einer Deformation der Bremsscheibe entgegenwirken. Das Spiel zwischen den Verbindungselementen und den Verbindungsvorrichtungen im Bereich der ersten Bereiche ermöglicht einen gewissen Kippausgleich des Reibrings relativ zu dem Tragteil und die Erzeugung einer Gegenkraft, die gegen die Schirmung der Bremsscheibe wirkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges gelöst, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

a) Bereitstellen eines Tragteils, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen, die jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselementes zumindest eines Reibrings der Bremsscheibe ausgebildet sind,
b) Bearbeiten, insbesondere Glätten, eines ersten Bereiches der Wandung einer jeden Verbindungsvorrichtung zur Erzeugung einer ersten Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeiten, insbesondere Anrauen, eines zweiten Bereiches der Wandung einer jeden Verbindungsvorrichtung zur Erzeugung einer zur ersten Oberflächenbeschaffenheit raueren zweiten Oberflächenbeschaffenheit, und
c) Gießen zumindest eines Reibrings mittels einer Gießform, wobei zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung das Gussmaterial des Reibrings in oder um die Verbindungsvorrichtungen des Tragteils gegossen wird.

Durch ein derartiges Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges ist es möglich, dass unterschiedliche Spiele in zumindest zwei Bereichen zwischen jedem Verbindungselement und jeder Verbindungsvorrichtung erzeugt werden können. Dementsprechend gelten für ein derartiges Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe die gleichen Vorteile, wie sie ausführlich mit Bezug auf die Bremsscheiben bzw. das Tragteil an der Bremsscheibe und den Reibring einer Bremsscheibe ausgeführt worden sind.
Alternativ zu diesem Verfahren wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges gelöst, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

a) Bereitstellen eines Reibrings, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungselementen, die jeweils zur Aufnahme einer Verbindungsvorrichtung eines Tragteils der Bremsscheibe ausgebildet sind,
b) Bearbeiten, insbesondere Glätten, eines ersten Bereiches der Wandung eines jeden Verbindungselementes zur Erzeugung einer ersten Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeiten, insbesondere Anrauen, eines zweiten Bereiches der Wandung eines jeden Verbindungselementes zur Erzeugung einer zur ersten Oberflächenbeschaffenheit raueren zweiten Oberflächenbeschaffenheit, und
c) Gießen zumindest eines Tragteils mittels einer Gießform, wobei zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung das Gussmaterial in oder um die Verbindungselemente des Reibrings gegossen wird.

Bei diesem Verfahren gelten die gleichen Vorteile, wie sie bereits zu dem vorherigen Verfahren ausgeführt worden sind.
Die vorliegende Erfindung, ihre Weiterbildungen sowie ihre Vorteile werden näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Es zeigen jeweils schematisch:
1 in einer Schnittdarstellung eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges gemäß dem Stand der Technik, wobei die Verbindung zwischen den Reibringen und dem Tragteil überall gleich fest ist,
2 in einer Schnittdarstellung eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges gemäß dem Stand der Technik, wobei ein radiales Spiel zwischen den Reibring-Verbindungselementen und dem Tragteil vorhanden ist,
3 Kräfte und Biegeelemente auf zwei Reibringe einer bekannten Bremsscheibe gemäß 1,
4 in einer Schnittdarstellung eine Bremsscheibe, die gemäß dem erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzip ausgebildet ist,
5 eine Schnittdarstellung durch ein in einer Verbindungsvorrichtung eines Tragteils angeordnetes Verbindungselement eines Reibrings,
6–9 Verbindungsvorrichtungen und Verbindungselemente mit unterschiedlichen Querschnittsformen,
10 eine Schnittdarstellung durch ein als zylinderförmige Vertiefung ausgebildete Verbindungsvorrichtung eines Tragteils einer Bremsscheibe,
11 eine vergrößerte Darstellung des ersten Bereichs einer Wandung der Verbindungsvorrichtung gemäß 10 und
12 eine vergrößerte Darstellung des zweiten Bereichs der Wandung eine gemäß 10.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 12 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die 1 bis 3 sind in der Beschreibungseinleitung ausführlich beschrieben.
4 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine Bremsscheibe 1 einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, die gemäß dem erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzip ausgebildet ist. Das Tragteil 10 weist eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen 11 auf, die nebeneinander, insbesondere gleich weit zueinander, radial um die Drehachse 15 des Tragteils 10 an dem Tragteil 10 angeordnet sind. Die Verbindungsvorrichtungen 11 sind als zylinderförmige, insbesondere topfartige Vertiefungen ausgebildet. Die Wandung 12 einer jeden Verbindungsvorrichtung 11 eines Tragteils 10 weist zwei Bereiche 13, 14 auf, die eine unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Ein erster Bereich 13 der Wandung 12 weist eine geringere Rauigkeit auf, als der zweite Bereich 14 der Wandung 12 einer Verbindungsvorrichtung 11. Insbesondere ist der erste Bereich 13 der Wandung 12 einer jeden Verbindungsvorrichtung glatt, insbesondere fein gedreht oder geschliffen, ausgebildet. Der zweite Bereich 14 der Wandung 12 einer jeden Verbindungsvorrichtung 11 ist rau, insbesondere gewindeartig ausgebildet. Die zwei Reibringe 2, 3 weisen eine Vielzahl gemeinsamer Verbindungselemente 4 auf, wobei jedes Verbindungselement 4 stoffschlüssig in eine entsprechende Verbindungsvorrichtung des Tragteils 10 eingegossen ist. Durch die unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere Rauheit, der Wandung 12 der Verbindungsvorrichtungen 11 liegt im Bereich des ersten Bereiches 13 der Wandung 12 einer jeden Verbindungsvorrichtung 11 ein Spiel zwischen der Wandung 12 und dem jeweiligen Verbindungselement 4 der Reibringe 2, 3 vor, während die zweiten Bereiche 14 der Wandung 12 einer jeden Verbindungsvorrichtung 11 spielfrei an den Verbindungselementen 4 anliegen.
In 5 ist schematisch dargestellt, dass das Verbindungselement 4 im zweiten Bereich 14 der Wandung 12 direkt an der Wandung 12 anliegt, während im ersten Bereich 13 ein Spiel S zwischen der Wandung 12 und dem Verbindungselement 4 vorliegt. Durch diese unterschiedliche Verbindung des Verbindungselementes 4 in der Verbindungsvorrichtung 11 des Tragteils 10 kann eine Gegenkraft F an der Seite der Verbindung erzeugt werden, an der das Spiel S gegeben ist, wobei die erzeugte Gegenkraft F gegen die Schirmung der Bremsscheibe 1 wirkt. D. h., aufgrund dieser speziellen Ausgestaltung des Tragteils 10 und der Reibringe 2, 3 kann bei der Bremsscheibe 1 die Schirmung minimiert werden. Durch die Minimierung der Schirmung kann auch die folgende Schirmung, d. h. eine verschlechterte Bremsleistung der Bremsscheibe und damit der Scheibenbremse minimiert werden.
In den 6 bis 9 sind jeweils Verbindungselemente 4 von Reibringen 2, 3 dargestellt, die in einer Verbindungsvorrichtung 11 eines Tragteils 10 einer Bremsscheibe 1 angeordnet sind. In den ersten Bereichen 13 der Wandung 12 der Verbindungsvorrichtungen 11 liegt das Verbindungselement 4 mit einem bestimmten Spiel S an der Wandung 12 an, während in den zweiten Bereichen 14 das jeweilige Verbindungselement 4 ohne Spiel an der Wandung 12 der Verbindungsvorrichtung 11 stoffschlüssig anliegt.
10 zeigt die Wandung 12 einer Verbindungsvorrichtung 11 eines Tragteils 10 einer Bremsscheibe 1. Bezugszeichen 17 stellt eine Mittelachse durch die Verbindungsvorrichtung 11 dar. Links von der Mittelachse 17 ist ein erster Bereich 13 der Wandung 12 mit einer geringen Rauigkeit, insbesondere glatt ausgebildet, während auf der rechten Seite der Mittelachse 17 ein zweiter Bereich 14 der Wandung 12 rau ausgebildet ist.
In 11 ist der Abschnitt B aus 10 vergrößert dargestellt. Die Wandung 12 ist in diesem ersten Bereich 13 glatt ausgebildet. Nach dem Gießen der Bremsscheibe 1 ergibt sich ein geringes Spiel S eine absolut feste Verbindung der Reibringe 2, 3 und des Tragteils 10 in dem zweiten Bereich 14.
In 12 ist der Abschnitt C aus 10 vergrößert dargestellt. Die Wandung 12 ist in diesem zweiten Bereich 14 rau ausgebildet. Insbesondere ist die Wandung 12 zahnartige oder gewindeartig ausgebildet. Hierdurch erfolgt nach dem Gießen eine absolut feste Verbindung der Reibringe 2, 3 und des Tragteils 10 in dem zweiten Bereich 14.
Bezugszeichenliste

1: Bremsscheibe
2: Reibring
3: Reibring
4: Verbindungselement/Verbindungszapfen
5: feste Verbindung
6: Verbindung mit radialem Spiel SR
7: radiale Bewegung
8: Anschraubebene
10: Tragteil/Topf
11: Verbindungsvorrichtung
12: Wandung
13: erster Bereich
14: zweiter Bereich
15: Drehachse des Tragteils
16: Steg/Querrippe
17: Mittelachse
25: Drehachse der Reibringe
S: Spiel
SA: axiales Spiel
SR: radiales Spiel
F2radial: radiale Last auf Reibring 2
F3radial: radiale Last auf Reibring 3
X2: Distanz zwischen Kraftrichtung und Anschraubebene 8
X3: Distanz zwischen Kraftrichtung und Anschraubebene 8
M2: Biegemoment auf Reibring 2
M3: Biegemoment auf Reibring 3

Claims

Tragteil (10) einer Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen (11), die jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselementes (4) zumindest eines Reibrings (2, 3) der Bremsscheibe (1) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (12) jeder Verbindungsvorrichtung (11) zumindest zwei Bereiche (13, 14) unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweist.
Tragteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Bereich (14) der Wandung (12) einer jeden Verbindungsvorrichtung (11) eine rauere Oberflächenbeschaffenheit aufweist als ein erster Bereich (13) einer jeden Verbindungsvorrichtung (11).
Tragteil (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtungen (11) Vertiefungen oder Vorsprünge, insbesondere radial zur Drehachse (15) des Tragteils (10) ausgerichtete Vertiefungen oder Vorsprünge, sind.
Tragteil (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen zylinderförmig, insbesondere topfartig, ausgebildet sind.
Tragteil (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (13) glatt, insbesondere fein gedreht oder geschliffen, ausgebildet ist.
Tragteil (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Bereich (13) der Wandung (12) ein Gleitlack aufgebracht ist.
Reibring (2, 3) einer Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend eine Vielzahl von Verbindungselementen (4), die jeweils zur Aufnahme einer Verbindungsvorrichtung (11) eines Tragteils (10) der Bremsscheibe (1) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung jedes Verbindungselementes (4) zumindest zwei Bereiche unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweist.
Reibring (2, 3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Bereich der Wandung eines jeden Verbindungselementes (4) eine rauere Oberflächenbeschaffenheit aufweist als ein erster Bereich eines jeden Verbindungselementes (4).
Reibring (2, 3) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) Vertiefungen oder Vorsprünge, insbesondere radial zur Drehachse (25) des Reibrings (2, 3) ausgerichtete Vertiefungen oder Vorsprünge, sind.
Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend zumindest einen Reibring (2, 3) mit Verbindungselementen (4) und ein Tragteil (10) mit Verbindungsvorrichtungen (11), die über eine Gussverbindung stoffschlüssig aneinander befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, aufweisend zumindest einen Reibring (2, 3) mit Verbindungselementen (4) und ein Tragteil (10) mit Verbindungsvorrichtungen (11), die über eine Gussverbindung stoffschlüssig aneinander befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Reibring (2, 3) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 7 bis 9 ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: d) Bereitstellen eines Tragteils (10), aufweisend eine Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen (11), die jeweils zur Aufnahme eines Verbindungselementes (4) zumindest eines Reibrings (2, 3) der Bremsscheibe (1) ausgebildet sind, e) Bearbeiten, insbesondere Glätten, eines ersten Bereiches (13) der Wandung (12) einer jeden Verbindungsvorrichtung (11) zur Erzeugung einer ersten Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeiten, insbesondere Anrauen, eines zweiten Bereiches (14) der Wandung (12) einer jeden Verbindungsvorrichtung (11) zur Erzeugung einer zur ersten Oberflächenbeschaffenheit raueren zweiten Oberflächenbeschaffenheit, und f) Gießen zumindest eines Reibrings (2, 3) mittels einer Gießform, wobei zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung das Gussmaterial in oder um die Verbindungsvorrichtungen (11) des Tragteils (10) gegossen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe (1) einer Scheibenbremse eines Fahrzeuges, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: d) Bereitstellen eines Reibrings (2, 3), aufweisend eine Vielzahl von Verbindungselementen (4), die jeweils zur Aufnahme einer Verbindungsvorrichtung (11) eines Tragteils (10) der Bremsscheibe (1) ausgebildet sind, e) Bearbeiten, insbesondere Glätten, eines ersten Bereiches der Wandung eines jeden Verbindungselementes (4) zur Erzeugung einer ersten Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeiten, insbesondere Anrauen, eines zweiten Bereiches der Wandung eines jeden Verbindungselementes (4) zur Erzeugung einer zur ersten Oberflächenbeschaffenheit raueren zweiten Oberflächenbeschaffenheit, und f) Gießen zumindest eines Tragteils (10) mittels einer Gießform, wobei zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung das Gussmaterial in oder um die Verbindungselemente (4) des Reibrings (2, 3) gegossen wird.